Name: Dejan Zvekic
Klonen (altgr. "Zweig")
Erzeugung eines oder mehrerer genetisch identischer Individuen von Lebewesen.
Die genetisch identischen Nachkommenschaft heißen sowohl bei einem vollständigen Organismus als auch bei einzelnen Zellen Klon.
Begriffserklärung in der Zoologie und Botanik:
Klonen ist sowohl die künstliche, als auch natürliche Erzeugung neuer und erbgleicher Nachkommen. Bei Einzellern und anderen anderen niedrigen Tieren stellt das Klonen einen wichtigen Beitrag zur vegetativen (ungeschlechtlich) Vermehrung dar. Bei weiterentwickelten Tieren ist die vegetative Vermehrung aufgrund ihrer Komplexität sowie der ausschließlich heterotrophen Ernährungsweise nicht mehr möglich. Amphibien können zwar unter Umständen verlorene Extremitäten vollständig regenerieren, jedoch ist das Bilden eines kompletten Individuums aus einer Extremität unmöglich.
Begriffserklärung in der Reproduktionsmedizin und Zellbiologie:
Hier definiert man das Klonen als die künstliche Erzeugung eines vollständigen Organismus oder wesentlicher Teile davon. Hierzu nutzt man genetische Informationen (DNA), die aus dem ursprünglichen Organismus entnommen wurde. Als Zwischenschritt ist hier die Gewinnung bzw. Erzeugung von totipotenten Zellen und ein "Limiting Dilution Cloning" von embryonalen Stammzellen nötig. Auf diese Weise kann eine Ontogenese (Entwicklung) eingeleitet werden, die zu einem neuen, genetisch identischen Individuum führt.
Bei höheren Organismen sind streng genommen alle Zellen Klone der befruchteten Eizelle (Zygote).Klonen ist dementsprechend Voraussetzung zur Bildung, Integrität und Funktion eines mehrzelligen Organismus, in dem alle Zellen das gleiche Erbgut tragen. Als Zwilling bezeichnet man die natürliche Entstehung eines Individuums durch Teilung der Zygote und getrennter Entwicklung zu eigenständigen Embryonen.
Klontechniken
1. Landwirtschaft:
Hier hat die vegetative Vermehrung eine lange Tradition. Ziel ist es, das Genom von Kulturpflanzen, die in der Regel durch Züchtung gewonnen werden und bestimmte determinierte Eigenschaften besitzen, durch die Vermehrung nicht zu verändern. Dies findet vor allem Anwendung im Weinanbau und anderen Obstsorten.
2. Zellbiologie und Reproduktionsmedizin:
Bei Embryonen höherer Lebewesen ist die Entnahme von Zellen vor dem 8-Zell-Stadium eine der Möglichkeiten zum Herstellen von Klonen.
Die heute verwendete Methode beruht auf der natürlichen Entwicklung eines neuen Organismus nach Zellkerntransfer des Erbmaterials in eine normale Eizelle. Allerdings gibt es bisher kein Verfahren, mit dem man aus einem ausgewachsenen Tier ein neues, identisches, ausgewachsenes Tier herstellen kann.
Beim Zellkerntransfer wird eine Zelle des zu klonenden Organismus entnommen um den Zellkern zu isolieren. Dieser Zellkern wird in eine unbefruchtete Eizelle, deren Zellkern bereits entfernt wurde, eingesetzt. Durch einen Stromstoß oder eine chemische Stimulation wird die weitere Entwicklung der Eizelle angeregt. Da die Mitochondrien der Eizelle, die über die Erbinformationen verfügen, bei diesem Vorgang nicht ausgetauscht werden, entsteht mit dieser Methode kein genetisch identischer Klon (Ausnahme: Die Eizelle stammt vom Quellorganismus selbst).
3. Therapeutisches Klonen:
Der Embryo wir nach wenigen Zellteilungen zerstört und die einzelnen Zellen in einer Kultur zum weiteren Wachstum gebracht. Mit Hilfe geeigneter chemischer oder biologischer Stimulationsmittel lässt sich aus diesen Stammzellen möglicherweise jede Gewebeart, eventuell ganze Organe züchten. Im Jahr 2008 berichteten US-Forscher zum ersten mal, das es ihnen gelungen sei, menschliche Zellen zu klonen.
4. Reproduktives Klonen:
Der Embryo wird von der Leihmutter ausgetragen. Die Methode des Nukleartransfers ist bei vielen Säugetieren gelungen.
5. Tiere:
Bei Tieren verlief das Klonen bereits vielfach erfolgreich (Bekanntestes Beispiel: Hausschaf Dolly 1996). Heute werden vor allem Zuchtpferde mit hohen sportlichen Erfolgen bereits in größerem Umfang geklont. Die Quote der tatsächlich entwickelten Organismen im Vergleich zu der Gesamtzahl der Zellen war zunächst sehr gering. Heute beträgt die Erfolgsrate bereits 70-80%.
6. Menschen:
2006 berichteten Forscher in den "Archives of Andrology", sie hätten in den USA erstmals das Erbgut aus Körperzellen eines Mannes in 13 Kuh-Eizellen und 3 Menschen-Eizellen übertragen. Dabei habe sich in einigen ein Embryo entwickelt, der beim anschließenden Versuch, ihn in eine Gebärmutter einzusetzen, keine Schwangerschaft ergab. 2013 wurden per Zelltransfer pluripotente menschliche Stammzellen aus Spenderzellen von Kindern gewonnen und zu spezialisierten Zellen entwickelt. 2014 wurde erstmals ein Zellkerntransfer mit humanen Zellkernen von Erwachsenen durchgeführt.