Technika klonovania

Biologický pohľad 

Život na našej Zemi, v celej svojej rôznosti a zložitosti, vznikol postupným vývojom. Nový život vzniká prevažne pohlavným spôsobom rozmnožovania, t. j. spojením samčej a samičej pohlavnej bunky.

Klonovanie je tiež proces "rozmnožovania", pri ktorom dochádza k zmnoženiu biologickej štruktúry (génu, bunky či organizmu) nepohlavným spôsobom tak, že vznikne jedinec s identickou genetickou informáciou. Tento proces v prírode prebieha už od vekov - bez ľudského pričinenia. Pomerne častým spôsobom rozmnožovania jednobunkových organizmov je delenie na dva rovnaké jedince. Odohráva sa vtedy, keď je organizmus v prostredí, kde je dostatočné množstvo živín, a nie je potrebná zmena genetickej informácie na prispôsobenie sa novým podmienkam. Zmena genetickej informácie vzniká pri pohlavnom rozmnožovaní. Prirodzeným klonovaním je vegetatívne rozmnožovanie rastlín formou odrezkov alebo podzemných výbežkov. V živočíšnej ríši sú niektoré nižšie živočíchy schopné po rozdelení regenerovať na dva nové jedince (napr. nezmar). U vyšších živočíchov, a dokonca aj u človeka, tiež občas dochádza k prirodzenému klonovaniu - ide o vznik jednovaječných dvojičiek. Embryo sa v tomto prípade v skorom období vývinu rozdelí a vzniknú dve identické bábätká. Čo je štartovacím mechanizmom tohto procesu, nie je vedcom dodnes úplne jasné.

Reprodukčné klonovanie

Nie je však klonovanie ako klonovanie. Ak je cieľom vytvorenie nového človeka s rovnakou genetickou informáciou v každej bunke, ako má iný živý alebo mŕtvy človek, hovoríme o reprodukčnom klonovaní. Jednou z metód využitých pri tomto spôsobe klonovania môže byť delenie embrya.

V raných fázach vývoja je ešte možné rozdeliť embryo tak, že každá oddelená bunka môže byť základom pre vznik jedného človeka. Bunky v tejto fáze ešte nie sú špecializované, a tak sú schopné prijať inú úlohu. Takto vznikajú aj ľudské dvojičky. Táto metóda má však jeden nedostatok. V tomto štádiu ešte nepoznáme vlastnosti budúceho jedinca. Druhou možnosťou je odstránenie jadra z neoplodneného vajíčka a jeho následné nahradenie jadrom inej telovej bunky človeka. Impulz (elektrický, chemický) podnieti vajíčko s jadrom k deleniu. Takéto vajíčko s jadrom čiastočne pripomína zygotu (prvú bunku, ktorá vzniká po oplodnení, keď splynie jadro vajíčka s jadrom spermie). Zygota už predstavuje embryo, ktoré po vložení do pripravenej maternice môže ďalej rásť a vyvíjať sa a po deviatich mesiacoch prísť na svet ako malý človiečik. Takto klonovaný človek, má zhodnú genetickú informáciu ako človek, ktorý bol darcom bunkového jadra, teda sú v podstate jednovaječnými dvojičkami, iba vek každého z nich je iný.

Terapeutické klonovanie

Druhým cieľom klonovania môže byť vytvorenie určitého typu tkaniva, ktoré potenciálne môže byť využité na liečebné (terapeutické) účely. Na terapeutické klonovanie sa využívajú ľudské zárodky, podobne ako pri reprodukčnom klonovaní. Jediný rozdiel medzi nimi je v tom, že pri terapeutickom klonovaní sa bude ľudský zárodok vyvíjať len do určitého štádia (približne do 10. -14. dňa). Potom sa z embrya vyberú embryonálne kmeňové bunky, ktoré majú potenciál diferencovať sa na akýkoľvek typ buniek. Predpokladá sa, že po kultivácií týchto buniek v špeciálnom médiu, obohatenom o rôzne rastové faktory a živiny, môžu z týchto buniek vzniknúť rôzne tkanivá a orgány využiteľné na transplantáciu u človeka, z ktorého boli bunky na klonovanie použité. Zdá sa, že najperspektívnejšie využitie tejto metodiky by mohlo byť pri liečení pacientov chorých na leukémiu, ktorým by využitie klonovania umožnilo transplantovať kmeňové bunky kostnej drene.

Podobné vlastnosti ako embryonálne kmeňové bunky majú kmeňové bunky z dospelých jedincov, ktoré sa u nich nachádzajú v niektorých špecializovaných tkanivách, ale tiež aj v pupoč-níkovej krvi.

Odvrátená stránka klonovania

Proces vytvorenia ovce Dolly vôbec nebol taký jednoduchý, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Vedci uskutočnili 277 fúzií, ale z nich bolo len osem úspešných, to znamená, že len v ôsmich prípadoch sa začalo embryo vyvíjať. A aj z nich sa narodila len jediná ovca. Súčasná nízka úspešnosť klonovania je veľkou prekážkou pri využívaní tejto metódy.

Vytvorenie orgánov pomocou metódy klonovania je teoreticky možné, nikto ho však prakticky ešte neuskutočnil. Technické prekážky sú ešte stále veľké.

Istý čas po prvom úspešnom klonovaní sa zistilo, že chromozómy ovce Dolly sú oveľa staršie, ako by mali byť vzhľadom na jej vek. Toto bolo spôsobené javom, ktorý môžeme nazvať "syndróm starých buniek". V darcovskej bunke, ktorá je staršia, môžu nastať rôzne mutácie, s ktorými sa klon už narodí, čo môže spôsobiť jeho menšiu životaschopnosť. Tiež ešte nie je úplne jasné, ako ovplyvňuje mitochondriálna DNA vývoj klonu. Pri klonovaní sa totiž dnes prenáša len DNA z jadra bunky, tá je síce najdôležitejšia, no ešte stále sa vedú diskusie, či niektoré vlastnosti jedinca neovplyvňuje aj mitochondriálna DNA.

Klonovanie vo väčšom rozsahu môže viesť k zníženiu biodiverzity (rôznosti) na našej planéte.

Využitie klonovania

  • v poľnohospodárstve, vytvorenie optimálnych foriem rastlín a živočíchov na zabezpečenie potravinovej nezávadnosti a výživy ľudstva

  • netradičné poľnohospodárstvo, produkcia liečív a orgánov

  • výskum ľudských ochorení (rakoviny, hemofílie, cystickej fibrózy)

  • reparácia, regenerácia a vytvotenie ľudských tkanív a orgánov na použitie pri liečbe silných popálenín, poranení miechy a pri transplantáciách orgánov

  • xenotransplantácie - využitie špeciálne geneticky modifikovaných zvierat ako zdrojov buniek, tkanív a orgánov na transplantácie pre ľudí, pokiaľ bude možne zabrániť prenosu ochorení zo zvierat na ľudí; tiež tu však do popredia vystupuje sociálny a kultúrny problém

Katarína Kyselá

Technika terapeutického klonovania na vypestovanie zdravého tkaniva