Klonování

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Možná hledáte: klonování DNA, molekulárně biologickou metodu.
Diagram znázorňující různé postupy při klonování

Klonování je podle běžné definice vytváření nového jedince geneticky identického (shodného) s předlohou. Tyto dva jedinci se poté označují jako klony. Tento proces probíhá velice často v přírodě u rostlin i živočichů[1] (především tzv. vegetativní rozmnožování, jímž mohou vzniknout např. i celé klonální topolové lesy), ale tento článek se výlučně zabývá umělým vědeckým postupem a soustředí se na klonování savců.

Klonování hraje dnes důležitou úlohu v zemědělství a biotechnologických oborech. Celkově lze říci, že klonování vyšších rostlin je jednodušší a rozšířenější, než klonování živočichů.

Historie klonování[editovat | editovat zdroj]

Ovce Dolly představovala z hlediska klonování výrazný krok kupředu

Pokud nepočítáme přirozené děje v přírodě, první pokusy s klonováním živočichů se týkaly dělení embryí na několik částí; v této formě se začínaly klonovat především žáby drápatky (Xenopus).[2] Později se studovaly možnosti přenosu jader z původní buňky do buňky vaječné. V roce 1975 se například podařilo přenést jádro z raného embryonálního stádia králíka a vložit jej do oocytu; vývoj nového embrya se však brzy zastavil.[3] V roce 1981 se však již podařilo tento experiment dovést až dokonce, když Karl Illmensee a Peter Hoppe přenesli do oocytu jádra z myších embryonálních buněk a narodily se tři zdravé myši.[4] Počáteční nadšení však brzy vyprchalo, neboť se tyto pokusy nepodařilo zopakovat a objevily se pochybnosti o poctivosti autorů.[2] V roce 1986 však S. M. Willadsen podobnou metodou naklonoval ovci.[5] Jádro z embryonální buňky tento vědec přenesl do vajíčka, které bylo právě v metafázi druhého meiotického dělení a nabízelo zřejmě vhodné podmínky k přijetí jádra. V rychlém sledu se objevovaly další zprávy úspěšném naklonování ovcí a skotu touto metodou. Při snaze použít jádra z buněk diferenciovaných, tedy z pokročilejších fází embryonálního vývoje těchto zvířat, se však radikálně snižovala úspěšnost přenosů. O použití jader z buněk dospělého jedince ani nemluvě.[2]

Proto byla zpráva o naklonování ovce Dolly v roce 1997, jež provedl Ian Wilmut a jeho kolegové,[6] pro vědeckou veřejnost velkým překvapením. Jádra přenesená do oocytu totiž pocházela z epitelu mléčné žlázy dospělé ovce.[2] Další zvířata brzy následovala a dodnes jsou činěny velké pokroky.

V řadě případů klonování bylo pozorováno, že klony trpěly řadou poruch a snížením životaschopnosti a v některých případech měly zkrácené telomery, genetické stáří jejich buněk tedy odpovídalo původnímu jedinci.[7] Později bylo zjištěno, že při klonování většiny buněčných typů ovšem dochází k obnovení délky telomer a buňka je tedy klonováním "omlazena".[8]

Zdravotní problémy a zkrácená doba života prvních klonů vyvolaly obavy z akumulace genetických a epigenetických poruch vzniklých při klonování, podle novějších výsledků je možné nejméně v případě myší klonovat až 25 generací bez snížení životaschopnosti nebo plodnosti klonů.[9]

Metody klonování[editovat | editovat zdroj]

Jednovaječná dvojčata jsou přirozeným klonem

Umělé klonování ve smyslu, jak se o něm nejčastěji mluví v médiích, je poměrně náročný laboratorní proces s nízkou úspěšností. Využívá se při něm nejčastěji přenosu diploidního buněčného jádra ze somatické (tělní) buňky do prázdného bezjaderného vajíčka. Tímto způsobem vznikne jedinec s prakticky stejnou genetickou výbavou, jako měl dárce jádra – jedná se tedy o klony.

V podstatě je průběh klonování poměrně intuitivní. Z vajíčka se nejprve odstraní jeho vlastní jádro (provede se enukleace), čímž z vajíčka vznikne jen útvar bez jakékoliv jaderné DNA. Zároveň se z určité tkáně (obvykle jiného) jedince izolují jednotlivé buňky – nejvhodnější bývají embryonální kmenové buňky, blastomery z moruly. Do vajíčka se tyto buňky injikují do prostoru mezi zona pellucida a cytoplazmou a elektricky se navodí jejich fúze. Tím konečně vznikne kýžená diploidní buňka, z níž se za určitých okolností vyvine zdravé embryo.

Nová a jednoduchá metoda vhodná i pro získávání kmenových buněk z kapky krve značně usnadňuje klonování.[10]

Genetická variabilita klonů[editovat | editovat zdroj]

Ačkoliv se má za to, že populace klonů je populace geneticky identických kopií, není to úplně pravdivé. Určitá genetická variabilita může vzniknout díky mutacím, za obvyklých okolností je ovšem minimální a bezvýznamná. Důležitým faktorem je míra působení mutagenů a podmínky klonování. Obecně lze říci, že kombinací silně umělého klonování jednotlivých či několika málo buněk a užití mutagenů, lze i u teoreticky homogenní populace klonů dosáhnout určité již významné variability.

Pokud jde o tzv. klonovaná zvířata typu ovce Dolly (jádro buňky bylo odebráno z tělesné buňky a vpraveno do vajíčka jiné ovce, čímž byla vytvořena jakási umělá zygota), nejde vlastně o čistý klon. Veškeré geny přenášené mimojaderně totiž pocházejí od náhradní matky (jejich podíl na celkové dědičnosti ovšem není příliš velký). Dále je zde fakt, že vzhledem k tomu, že i tělesné buňky podléhají mutacím, existuje určitá pravděpodobnost, že naklonovaný jedinec má oproti většině buněk svého původce jednu nebo několik málo zvláštních mutací.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Terapeutické klonování[editovat | editovat zdroj]

Klonování do budoucna otevírá dveře novým možnostem léčby některých chorob. Například je teoreticky možné, aby matka trpící mitochondriálním onemocněním počala zdravé dítě, když budou jádra jejích buněk vložena do zdravých vajíček od dárkyně. Další oblastí, kde se uvažuje o využití kmenových buněk, je léčba pomocí kmenových buněk. Z jádra tělní buňky pacienta stiženého například infarktem by byly naklonovány jakési embryonální kmenové buňky, které by mohly dát vzniknout třeba právě srdeční svalovině a nahradit posléze poškozenou tkáň.[11]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Kategorie Cloning ve Wikimedia Commons

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN. A Dictionary of Genetics, Seventh Edition. [s.l.] : Oxford University Press, 2006.  
  2. a b c d FULKA, Josef. Klonování savčího embrya (1) Omezení a perspektivy. Živa. 2005, čís. 4.  
  3. BROMHALL, J D. Nuclear transplantation in the rabbit egg. Nature. 1975-12-25, roč. 258, čís. 5537, s. 719-722. Dostupné online [cit. 2009-08-02]. ISSN 0028-0836.  
  4. ILLMENSEE, K, P C Hoppe Nuclear transplantation in Mus musculus: developmental potential of nuclei from preimplantation embryos. Cell. 1981-01, roč. 23, čís. 1, s. 9-18. Dostupné online [cit. 2009-08-02]. ISSN 0092-8674.  
  5. WILLADSEN, S M. Nuclear transplantation in sheep embryos. Nature. 1986-03-06, roč. 320, čís. 6057, s. 63-65. Dostupné online [cit. 2009-08-02]. ISSN 0028-0836. DOI:10.1038/320063a0.  
  6. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature. 1997, roč. 385, čís. 6619, s. 810–3. DOI:10.1038/385810a0. PMID 9039911.  
  7. YANG, X.; TIAN, XC.. Cloning adult animals - what is the genetic age of the clones?. Cloning. 2000, roč. 2, čís. 3, s. 123-8. DOI:10.1089/152045500750039824. PMID 16218848.  
  8. MIYASHITA, N.; SHIGA, K.; YONAI, M., et al. Remarkable differences in telomere lengths among cloned cattle derived from different cell types.. Biol Reprod. Jun 2002, roč. 66, čís. 6, s. 1649-55. PMID 12021043.  
  9. WAKAYAMA, S.; KOHDA, T.; OBOKATA, H., et al. Successful serial recloning in the mouse over multiple generations.. Cell Stem Cell. Mar 2013, roč. 12, čís. 3, s. 293-7. DOI:10.1016/j.stem.2013.01.005. PMID 23472871.  
  10. http://www.osel.cz/index.php?clanek=7438 - Dokonalé klonování - jak prosté
  11. PETR, Jaroslav. Klonování savců. [s.l.] : [s.n.]. Dostupné online.  

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • HOUDEBINE, Louis-Marie. Animal Transgenesis and Cloning. [s.l.] : John Wiley & Sons, Ltd., 2003. ISBN 0-470-84827-8.  

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]