16.8 : Reproductive Cloning

Klonowanie reprodukcyjne to proces wytwarzania genetycznie identycznej kopii – klonu – całego organizmu. Podczas gdy klony mogą być produkowane przez podział wczesnego zarodka – podobnie jak to dzieje się naturalnie w przypadku bliźniąt jednojajowych – klonowanie dorosłych zwierząt odbywa się zwykle w procesie zwanym transferem jądra komórki somatycznej (SCNT).

Transfer jądra komórki somatycznej

W SCNT komórka jajowa jest pobierana od zwierzęcia, a jej jądro jest usuwane, tworząc wyłuszczoną komórkę jajową. Następnie od zwierzęcia, które ma zostać sklonowane, pobiera się komórkę somatyczną – każdą komórkę, która nie jest komórką płciową. Jądro komórki somatycznej jest następnie przenoszone do wyłuszczonej komórki jajowej - albo przez bezpośrednie wstrzyknięcie, albo przez fuzję komórki somatycznej z komórką jajową za pomocą prądu elektrycznego.

Komórka jajowa zawiera teraz jądro z chromosomalnym DNA zwierzęcia, które ma zostać sklonowane. Jest stymulowany do podziału, tworząc zarodek, który następnie zagnieżdża się w macicy matki zastępczej. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, rozwija się normalnie i rodzi się klon.

Chociaż proces ten został wykorzystany do pomyślnego klonowania wielu różnych rodzajów zwierząt - w tym owiec, krów,, królików i psów - jego wskaźnik sukcesu jest niski, a tylko niewielki odsetek zarodków przeżywa do urodzenia. Sklonowane zwierzęta, które dożywają narodzin, również wydają się starzeć i przedwcześnie umierać. Dzieje się tak, ponieważ ich DNA pochodzi z dorosłych komórek, które przeszły skrócenie telomerów – utratę niewielkiej części ochronnych końców chromosomów przy każdym podziale komórki – w ramach normalnego procesu starzenia.

Chociaż chromosomalne DNA klonu jest takie samo jak DNA dawcy jądra, może mieć różne mitochondrialne DNA, ponieważ mitochondria pochodzą z cytoplazmy komórki jajowej, która zwykle pochodzi od innego zwierzęcia. Mogą również wystąpić różnice fenotypowe między klonem a pierwotnym zwierzęciem, spowodowane czynnikami środowiskowymi i epigenetycznymi. Na przykład pierwszy sklonowany kot, Cc, wyglądał zupełnie inaczej niż oryginalny kot, ponieważ wzór sierści jest spowodowany losową inaktywacją chromosomu X w różnych komórkach.

Pomimo wyzwań technicznych, klonowanie reprodukcyjne ma wiele potencjalnych zastosowań, w tym produkcję genetycznie identycznych zwierząt badawczych, zwierząt gospodarskich o pożądanych cechach oraz potomstwa zagrożonych gatunków. Ma nawet potencjalne zastosowania w leczeniu niepłodności i chorób ludzkich, chociaż klonowanie ludzi nie zostało jeszcze przeprowadzone i wzbudziłoby obawy etyczne.