Splošno znano je, da je kloniranje pretrgalo vezi znanstvene fantastike in da laboratoriji po vsem svetu eksperimentirajo s tehnikami kloniranja. Kako pa točno deluje kloniranje in zakaj o tem nismo slišali več? Natančneje, zakaj nas še niso preplavile vojske klonov? Evo, kako raziskovalci klonirajo žive organizme in zakaj ostaja zapleten postopek.
Vrste sodobnega kloniranja
Caroline Davis2010 | Flickr Caroline Davis2010 | Flickr "Kloniranje" ni preveč znanstvena beseda, zato ni presenetljivo, da obstaja več različnih tehnik, ki bi jim lahko rekli kloniranje. To vključuje običajno kloniranje genov, pri katerem se biološki materiali reproducirajo in uporabljajo za medicinske tehnike ali celo zadovoljujejo povpraševanje po rdečem mesu, pa tudi terapevtsko kloniranje, ki vključuje zamenjavo DNA jedra med jajčeci za krajši razvojni proces.
Toda za resnični slog kloniranja "to sem mislil" moramo govoriti jedrski prenos somatskih celic (SCNT). To je vrsta kloniranja, ki vzame DNK odraslega osebka in ga razmnoži, tako da se ustvari zarodek z isto DNK. To je vrsta znanosti, ki je navdihnila viharje in dinozavre v naših najljubših filmih in verjetno je točno to, o čemer ste razmišljali. Pogovorimo se torej o tem, kako deluje prenos jedra somatskih celic.
1. korak: Izvlecite DNA iz darovalca
Najprej znanstveniki potrebujejo zdrave, trpežne celice darovalca - torej organizma, ki ga želijo klonirati. V povprečnem spolnem organizmu obstajajo različne vrste celic, vendar so somatske celice "nevtralni" tip celic, ki se preprosto druži in opravlja svoje delo s tipičnimi dvema popolnima kompletoma kromosomov.
Somatskih celic ni mogoče najti med rdečimi krvnimi celicami, vendar so bele krvne celice somatske in pogost vir za izdelke DNK. Delujejo tudi kožne celice in tradicionalni lični bris, vendar morajo biti celice zdrave in nepoškodovane. Zato je ponavadi nepraktično poskusiti klonirati starodavne zmrznjene ali ujete živali: Njihove celice so skoraj vedno močno poškodovane.
2. korak: Pripravite jajčno celico
Tara Brown Photography / University of Washington Tara Brown Photography / University of Washington Medtem ko en del znanstvene ekipe za kloniranje dela na pridobivanju obilne zaloge somatskih celic od darovalca, si drugi del prizadeva za pripravo vitalne jajčne celice. Ni nujno, da gre za jajčno celico iste vrste, a za večje možnosti za uspeh, bližje, bolje.
Ko znanstveniki najdejo prave nepoškodovane jajčne celice, skrbno izvlečejo jedro celice. Jedro je tisto, kar vsebuje en sam komplet kromosomov, ki prispeva k razmnoževanju. Toda za kloniranje te DNK ne želijo - hočejo nedotaknjeno, prazno lupino, v kateri je lahko zarodek. Tako se odstrani jedro in vsa njegova DNK, medtem ko je preostanek jajčeca občutljivo ohranjen.
3. korak: Vstavite material somatskih celic
Creative Commons Ne pozabite, ker so somatske celice popolne, odrasle celice, ki se ne uporabljajo za razmnoževanje, imajo celoten dvojni komplet kromosomov, ki so že prisotni in pripravljeni na delovanje. Znanstveniki pa morajo to DNK spraviti v jajčno celico in pripraviti, da zraste v nov organizem. Zato - spet zelo previdno - odstranijo jedro in ga vstavijo v čakalno prazno jajčno celico.
Cilj je ponovno združiti v eno celico, kar pa ni enostavno. Trenutno uspešne tehnike uporabljajo zelo lahek, usmerjen pretok električne energije, tako da se jedro in jajčna celica povežeta skupaj in upajmo, da se strinjajo z njuno novo življenjsko ureditvijo.
4. korak: Jajčece prepričajte, da je oplojeno, in ga vsadite
Zdaj imamo klonirano jajčece, pripravljeno za začetek rasti! Ampak, čeprav ima jajčece dva kompleta kromosomov in teoretično vse, kar potrebuje, da zraste v kopijo organizma dajalca, dejansko še ni oplojeno - in ga ni mogoče oploditi, ne da bi uničilo postopek kloniranja.
Torej znanstveniki poskušajo prepričati jajčece, da je oplojeno in bi moralo začeti rasti. To je drugo področje, kjer se veliko eksperimentira z novimi tehnikami: Običajno se jajčece podvrže kemičnim koktajlom, ki so namenjeni sprožitvi procesa rasti, pogosto pa se jih zatakne z več elektrike (včasih je znanost res podobna filmom).
Ko se celica začne deliti, se znanstveniki hitro premaknejo v naslednjo fazo in ohranijo jajčece v podobnih razmerah kot pravi reproduktivni proces. Če se jajčece začne razvijati v zarodek, ki se zdi zdrav, ga navadno vsadijo v živi ženski organizem, da zanosi. To je boljše za jajčece in veliko cenejše od poskusov gojenja zarodka zunaj v laboratoriju.
5. korak: Ponavljajte do preživetja
Od blizu raziskani zarodki laboratorij Brivanlou / Narava Kot ste verjetno že opazili, je pri vseh prejšnjih korakih vključena določena mera negotovosti in občutljivega dela. Že majhne količine poškodb celic so lahko katastrofalne in ni nobenega zagotovila, da se bo doktorirano jajčece pravilno razvilo znotraj ali zunaj nosilnega organizma. Z drugimi besedami, glavno vprašanje je sposobnost preživetja. Obstaja veliko neuspelih poskusov in zarodkov, ki se preprosto ne razvijejo pravilno (pogosto se zmotijo, ko je zarodek le majhna zbirka celic), zato je za pridobitev uspešnih potrebnih ogromnih sredstev, veliko časa in na stotine poskusov. klon. Uspešni živorojeni otroci so redkost.
Tudi takrat postopek običajno ni prijazen do uspešnih klonov. Običajno trpijo zaradi skrajšane življenjske dobe in drugih težav, ki jih povzema tako imenovani bič DNA. Vendar pa so se te težave z napredovanjem tehnologije zmanjševale.
Kje je kloniranje danes
Juan Gärtner / 123RF Juan Gärtner / 123RF Prvo resnično kloniranje z uporabo SCNT se je zgodilo leta 1996 po 276 poskusih: znana ovca Dolly. Temu so hitro sledila klonirana teleta na Japonskem, nato pa so na seznam dodali še številne druge živali, med drugim mačke, pse, zajce, podgane, konje in celo opico rezus.
Razen govoric ni dokazov, da je bil človek kdaj kloniran - primate je še posebej težko klonirati, ljudje pa so najtežji zaradi zapletenega načina delitve naših celic. Poročila o človeških klonih so bodisi razkrinkana bodisi zavrnjena zaradi pomanjkanja dokazov.
Takšno popolno kloniranje ima tudi do zdaj za znanstveno skupnost razmeroma malo koristi. Kloniranje genov je veliko bolj ugodno, ko gre za zdravstveno oskrbo in dobiček, in veliko lažje doseči. Resnično kloniranje s SCNT je zaradi tega postalo nekaj stranskega: danes se največ zanimanja za postopek osredotoča na uporabo matičnih celic uspešnih zarodkov, vendar to za zdaj ostaja drag in sporen postopek.
