Hoppa till innehållet
Hem

Kloning: begrepp, metoder, användningsområden och etiska aspekter

Översikt av kloning: definitioner, former (molekylär, cellulär, organismal), historik, vanliga metoder, tillämpningar och centrala vetenskapliga och etiska utmaningar.

Författare: Skapad: Uppdaterad:

Kloning beskriver processer som ger genetiskt nära identiska kopior av DNA, celler eller hela individer. Begreppet används i flera nivåer: från kopiering av en DNA-sekvens i ett provrör till framställning av en hel organism som bär nära identiskt arvsmaterial. En naturlig form av kloning är enäggstvillingar, när en befruktad äggcell delar sig och bildar två genetiskt mycket lika individer. Parthenogenes och asexuell reproduktion hos växter och vissa djur ger också kloner.

Bildgalleri

7 Bilder
Cavendish Pup (2)
en.wikipedia.org · CC BY-SA 4.0

Vad som kan klonas och vad det betyder

Man skiljer ofta mellan tre huvudområden: molekylär kloning, där man kopierar en viss DNA-sekvens; cellulär kloning, där man isolerar och expanderar en cellinje; och organismal eller reproduktiv kloning, där en hel individ skapas med samma kärn-DNA som en annan. En avgränsning är också terapeutisk kloning, som syftar till att skapa celler eller vävnader för medicinskt bruk utan att fullborda en organism.

Vanliga metoder

  • DNA-kloning: insättning av en gen eller sekvens i ett bärare (vektor) för att få många identiska kopior och möjliggöra analys eller produktion.
  • Klona celler: odling av enstaka celler till klonala cellinjer för forskning eller läkemedelsproduktion.
  • Somatisk kärnöverföring (SCNT): kärnan från en kroppscell förs in i ett ägg som saknar egen kärna, vilket kan utvecklas till ett embryo; denna teknik användes för att skapa det kända fåret Dolly.
  • Embryodelning: tidigt embryo delas artificiellt för att skapa flera individer med samma arvsmassa, liknande naturliga enäggstvillingar.

Historia och milstolpar

Intresset för kloning sträcker sig långt tillbaka i cellbiologin och gentekniken. Framsteg i molekylärbiologiska tekniker gjorde det möjligt att kopiera och manipulera gener i provrör. Den första breda uppmärksamheten för reproduktiv kloning kom när ett däggdjur framgångsrikt producerades från en vuxen somatisk cell; detta illustrerar hur olika tekniker på molekylär och cellulär nivå kan tillämpas för att påverka hela organismer.

Tillämpningar och exempel

Kloning används i grundforskning för att studera geners funktion och utveckling, i bioteknik för att massproducera proteiner och i medicin för att utveckla cellterapier och modeller för sjukdomar. Inom jordbruk kan kloning användas för att sprida önskvärda egenskaper i djurbesättningar, och inom bevarandebiologi diskuteras kloning som ett verktyg för hotade arter. Naturliga exempel på kloning finns hos vissa djur som ofta får genetiskt identiska syskon, till exempel det niobandade bältdjuret vars kullar ibland består av genetiska kopior.

Vetenskapliga begränsningar och etiska frågor

Att två individer har samma kärn-DNA innebär inte att de blir fullständigt identiska. Epigenetiska skillnader, mitokondriellt DNA och miljöpåverkan leder till variation i egenskaper och hälsa. Reproduktiv kloning hos däggdjur är tekniskt krävande och har ofta låg effektivitet och ökad risk för missbildningar. Därutöver väcker kloning omfattande etiska och juridiska frågor: djurvälfärd, identitetsfrågor, potentiell missbrukspotential och gränser för användning hos människor.

Skillnader och viktiga fakta

  • Reproduktiv kloning syftar till att skapa en ny individ; terapeutisk kloning syftar till att framställa celler eller vävnader.
  • DNA-kloning i labbet är en grundteknik i modern genetik och skiljer sig från kloning av hela organismer.
  • Naturlig kloning förekommer i många former och är en vanlig strategi i växter och vissa djurarter.

För vidare läsning om specifika tekniker, biologiska begrepp och etiska diskussioner kan följande källor ge djupare information: cell, genetiskt, fårkloning, tvillingar, mänsklig reproduktion, asexuell reproduktion, parthenogenes, meios, niobandat bältdjur, fyrlingar, genetik, cellbiologi, makromolekyler, stamceller, laboratorietekniker.

Inte helt identiska

Även om kloner börjar vara identiska, är det inte säkert att de förblir det. Enäggstvillingar har alltid något olika fenotyper.

Även om enäggstvillingar är genetiskt sett nästan identiska, visade en studie från 2012 av 92 par enäggstvillingar att enäggstvillingar får flera hundra genetiska skillnader tidigt under fosterutvecklingen. Detta orsakas av mutationer (eller kopieringsfel) som sker i DNA:t hos varje tvilling efter att embryot delats upp. Man uppskattar att en uppsättning enäggstvillingar i genomsnitt kommer att ha cirka 360 genetiska skillnader som uppstått tidigt under fosterutvecklingen. Dessa förändringar kan dock ha liten praktisk effekt. I praktiken ser enäggstvillingar ut och beter sig på ett mycket likartat sätt.

En annan orsak till skillnaden mellan enäggstvillingar är epigenetiska förändringar. Dessa orsakas av olika miljöpåverkan under deras liv, vilket påverkar vilka gener som slås på eller stängs av. En studie av 80 par enäggstvillingar i åldrarna tre till 74 år visade att de yngsta tvillingarna har relativt få epigenetiska skillnader. Antalet epigenetiska skillnader ökar med åldern. Femtioåriga tvillingar hade mer än tre gånger så stora epigenetiska skillnader som treåriga tvillingar. Tvillingar som hade tillbringat sina liv åtskilda (t.ex. tvillingar som adopterats av två olika uppsättningar föräldrar vid födseln) hade de största skillnaderna. Vissa egenskaper blir dock mer lika när tvillingarna åldras, t.ex. IQ och personlighet. Detta fenomen illustrerar genetikens inflytande på många aspekter av mänskliga egenskaper och beteenden.

Arter som klonats

  • Karp: (1963) I Kina framställde embryologen Tong Dizhou världens första klonade fisk genom att föra in DNA från en cell från en hankarp i ett ägg från en honkarp. Han publicerade resultaten i en kinesisk vetenskaplig tidskrift.
  • Möss: (1986) Musen var det första däggdjuret som lyckades klonas från en tidig embryonal cell. De sovjetiska forskarna Chaylakhyan, Veprencev, Sviridova och Nikitin klonade musen "Masha". Forskningen publicerades i tidskriften "Biofizika" volym ХХХХII, nummer 5 från 1987.
  • Får: (1996) Från tidiga embryonala celler av Steen Willadsen. Megan och Morag[19] klonades från differentierade embryonala celler i juni 1995 och fåret Dolly från en somatisk cell 1997.
  • Apa: (2000) Tetra, från embryosplittring.
  • Gaur: (2001) var den första utrotningshotade arten som klonades.
  • Nötkreatur: Alpha- och betahannar 2001 och 2005, Brasilien.
  • Katt: CopyCat "CC" (hona, slutet av 2001), Little Nicky, 2004, var den första katten som klonades av kommersiella skäl.
  • Hund: (2005) Snuppy, en afghansk hanhund, var den första klonade hunden.
  • Råtta: (2003) Ralph, den första klonade råttan.
  • Mula: (2003) Idaho Gem, en mulåsna, var den första klonen av en hästfamilj.
  • Häst: (2003) Prometea, en Haflinger-hona, var den första hästklonen.
  • Vattenbuffel: (2009) Samrupa var den första klonade vattenbuffeln. Den föddes vid Indiens Karnal National Diary Research Institute men dog fem dagar senare av en lunginfektion.
  • Kamel: (2009) Den första klonade kamelen.
  • Krabbätande makak: (2018) För första gången klonade forskare en apa eller en apa med hjälp av celler från en donator som var äldre än ett embryo.

Frågor och svar

Fråga: Vad är kloning?

S: Kloning är processen att framställa en eller flera genetiskt identiska individer. Det kan avse avsiktlig framställning av en identisk kopia, som i fallet med fåret Dolly, eller det kan avse naturliga kloner som mänskliga enäggstvillingar eller avkommor från asexuell reproduktion.

F: Hur fungerar kloning inom genetik och cellbiologi?

S: Inom genetik och cellbiologi avser kloning framför allt DNA-sekvensen och därmed alla andra makromolekyler. Ändringar i DNA i någon form innebär att dottercellerna inte är identiska med modercellerna. Typiskt under utvecklingen aktiveras och avbryts gener som gör att dottercellerna differentieras till mogna vävnadsceller som inte är identiska med de ursprungliga stamcellerna.

F: Är kloning vanligt bland däggdjur?

S: Kloning är naturligt för vissa djur men sällsynt hos däggdjur. Ett undantag är det niobandade bältdjuret som normalt föder identiska fyrlingar.

F: Finns det några laboratorietekniker för kloning av molekyler?

Svar: Ja, laboratoriekopiering av en molekyl för att producera exakta kopior kallas också kloning.

F: Är alla kloner exakta kopior av varandra?

Svar: Nej, förändringar i DNA gör att dotterceller inte alltid är exakta kopior av modercellen, även om de ursprungligen härstammar från den. Under utvecklingen aktiveras och avbryts gener, vilket leder till differentiering mellan dotterceller och ursprungliga stamceller, vilket innebär att de kanske inte längre är exakta kopior av varandra.

F: Är fåret Dolly ett exempel på kloning?

Svar: Ja, Dolly klonades som bekant med hjälp av en teknik som kallas somatisk cellkärnöverföring (SCNT). Detta var ett av de första lyckade exemplen på kloning av däggdjur i historien.

Relaterade artiklar

Författare

AlegsaOnline.com Kloning: begrepp, metoder, användningsområden och etiska aspekter

URL: https://sv.alegsaonline.com/art/21076

Dela

Källor