15.11 : Reproductief klonen

Reproductief klonen is het proces waarbij een genetisch identieke kopie - een kloon - van een heel organisme wordt geproduceerd. Hoewel klonen kunnen worden geproduceerd door een vroeg embryo te splitsen - vergelijkbaar met wat van nature gebeurt bij identieke tweelingen - wordt het klonen van volwassen dieren meestal gedaan door middel van een proces dat somatische celkernoverdracht (SCNT) wordt genoemd.

Somatische celkernoverdracht

Bij SCNT wordt een eicel uit een dier gehaald en de kern ervan verwijderd, waardoor een ei zonder kern ontstaat. Vervolgens wordt een somatische cel - elke cel die geen geslachtscel is - uit het dier gehaald om te worden gekloond. De kern van de somatische cel wordt vervolgens overgebracht naar het ei zonder kern- ofwel door directe injectie ofwel door fusie van de somatische cel aan het ei met behulp van een elektrische stroom.

Het ei bevat nu de kern, met het chromosomale DNA, van het te klonen dier. Het wordt gestimuleerd om zich te delen en een embryo te vormen, dat vervolgens in de baarmoeder van een draagmoeder wordt geïmplanteerd. Als alles goed gaat, het ontwikkelt zich normaal en de kloon wordt geboren.

Hoewel dit proces succesvol is gebruikt om veel verschillende soorten dieren te klonen - waaronder schapen, koeien, muilezels, konijnen en honden - is het slagingspercentage laag. Slechts een klein percentage embryo's blijven in leven tot aan de geboorte. Gekloonde dieren die tot de geboorte in leven blijven, lijken ook ouder te worden en vroegtijdig te sterven. Dit komt omdat hun DNA afkomstig is van volwassen cellen die telomeerverkorting hebben ondergaan - verlies van een klein deel van de beschermende uiteinden van chromosomen bij elke celdeling - als onderdeel van het normale verouderingsproces.

Hoewel het chromosomale DNA van de kloon hetzelfde is als dat van de kerndonor, kan het een ander mitochondriaal DNA hebben, aangezien de mitochondriën afkomstig zijn uit het cytoplasma van de eicel, dat meestal van een ander dier is. Ook kunnen er fenotypische verschillen optreden tussen de kloon en het oorspronkelijke dier als gevolg van omgevings- en epigenetische factoren. Kijk bijvoorbeeld naar de eerste gekloonde kat, Cc. Het ziet er heel anders uit dan de oorspronkelijke kat, omdat het vachtpatroon te wijten is aan willekeurige inactivatie van het X-chromosoom in verschillende cellen.

Ondanks de technische uitdagingen heeft reproductief klonen veel potentiële toepassingen, waaronder de productie van genetisch identieke proefdieren, vee met gewenste eigenschappen en nakomelingen van bedreigde diersoorten. Het heeft zelfs mogelijke toepassingen bij menselijke onvruchtbaarheid en ziekte, hoewel het klonen van mensen ethische bezwaren op zou roepen en nog niet is uitgevoerd.