Википедија

Kloniranje

(preusmereno sa Клон)

Kloniranje je proces pravljenja identične kopije. U biologiji, procedura reprodukovanja organizma na osnovu nukleusa jedne ćelije, koji rezultuje organizmom sa istim genetičkim sastavom kao i davalac gena. Dok se kloniranje životinja smatra važnim radi očuvanja retkih vrsta, kloniranje ljudi se smatra visoko nemoralnim i zakonom je zabranjeno u razvijenim društvima. Poslednjih godina u nekim zemljama se priznaje mogućnost kloniranja samo pojedinačnih organa u medicinske svrhe.[1]

Ovca Doli prvi uspešno klonirani sisar.
Mnogi organizmi, uključujući stabla jasike, razmnožavaju se kloniranjem, stvarajući često velike grupe organizama sa istom DNK. Jedan primer koji je ovde prikazan je vrsta Populus tremuloides.

Etimologija

uredi

Termin klon,[2][3] koji je skovao Herbert J. Veber, potiče od starogrčke reči κλών (klōn), grančica, što je proces kojim se od grančice stvara nova biljka. U botanici se koristio izraz lusus.[4]‍:21, 43

Prirodno kloniranje

uredi

Kloniranje je prirodni oblik razmnožavanja koji je omogućio širenje životnih oblika stotinama miliona godina. To je metoda razmnožavanja koju koriste biljke, gljive i bakterije, a takođe je i način na koji se klonske kolonije razmnožavaju.[5][6] Primeri ovih organizama uključuju biljke borovnice, stabla lešnika, stabla panda,[7][8] gvozdeno drvo, pripadnike roda Myrica i američki likvidambar.

Molekularno kloniranje

uredi
Glavni članak: Molekularno kloniranje

Molekularno kloniranje se odnosi na proces stvaranja mnoštva molekula. Kloniranje se obično koristi za amplifikaciju fragmenata DNK koji sadrže cele gene, ali se takođe može koristiti za amplifikaciju bilo koje DNK sekvence kao što su promotori, nekodirajuće sekvence i randomno fragmentirana DNK. To se koristi u širokom spektru bioloških eksperimenata i praktičnih primena, od genetske analize do proizvodnje proteina velikih razmera. Povremeno se termin kloniranje na pogrešan način koristi u kontekstu identifikacije hromozomske lokacije gena povezanog sa određenim fenotipom od interesa, kao što je poziciono kloniranje. U praksi, lokalizacija gena na hromozomu ili genomskom regionu ne mora nužno omogućiti izolaciju ili amplifikaciju relevantne genomske sekvence. Da bi se pojačala bilo koja sekvenca DNK u živom organizmu, ta sekvenca mora biti povezana sa mestom početka replikacije, koja je sekvenca DNK sposobna da usmeri svoju propagaciju i bilo koje povezane sekvence. Međutim, brojne druge karakteristike su isto tako neophodne, i postoji niz specijalizovanih vektora za kloniranje (malih segmenta DNK u koje se može uneti strani fragment DNK) koji omogućavaju proizvodnju proteina, afinitetne oznake, jednolančane RNK ili proizvodnju DNK, i brojne druge alate molekularne biologije.

Kloniranje bilo kog fragmenta DNK u osnovi uključuje četiri koraka[9]

  • fragmentacija - razbijanje lanca DNK
  • ligacija - spajanje komada DNK u željenom nizu
  • transfekcija - unos novonastalih komada DNK u ćelije
  • skrining/selekcija - odabir ćelija koje su uspešno transfektirane novom DNK

Kloniranje ćelija

uredi

Kloniranje jednoćelijskih organizama

uredi
 
Kloniranje ćelijskih kolonija pomoću klonirajućih prstenova

Kloniranje ćelije predstavlja izvođenje populacije ćelija iz jedne ćelije. U slučaju jednoćelijskih organizama poput bakterija i kvasaca, ovaj proces je izuzetno jednostavan i u suštini zahteva samo inokulaciju odgovarajućeg medijuma. Međutim, u slučaju ćelijskih kultura iz višećelijskih organizama, kloniranje ćelija je mukotrpan zadatak, jer te ćelije neće lako rasti u standardnim medijima.

Korisna tehnika tkivne kulture koja se koristi za kloniranje različitih sojeva ćelijskih linija obuhvata upotrebu prstenova za kloniranje (cilindara).[10] U ovoj tehnici, jednoćelijska suspenzija ćelija koje su bile izložene mutagenom agensu ili leku koji se koristi za podsticanje selekcije nanesena je sa velikim razblaženjem da bi se stvorile izolovane kolonije, od kojih svaka potiče iz jedne i potencijalno klonski različite ćelije. U ranoj fazi rasta, kada se kolonije sastoje od samo nekoliko ćelija, sterilni polistirenski prstenovi (klonirajući prstenovi), koji su bili umočeni u mast, postavljaju se preko pojedinačne kolonije i dodaje se mala količina tripsina. Klonirane ćelije se sakupljaju iz unutrašnjosti prstena i prenose u novu posudu radi daljeg rasta.

Kloniranje matičnih ćelija

uredi
Glavni članak: Prenos nuklearnih somatskih ćelija

Nuklearni transfer somatskih ćelija, popularno poznat kao SCNT, takođe se može koristiti za stvaranje embriona u istraživačke ili terapeutske svrhe. Najčešća svrha ovoga je proizvodnja embriona za upotrebu u istraživanju matičnih ćelija. Ovaj proces se naziva i „istraživačko kloniranje“ ili „terapijsko kloniranje“. Cilj nije stvaranje kloniranih ljudskih bića (zvano „reproduktivno kloniranje”), već prikupljanje matičnih ćelija koje se mogu koristiti za proučavanje ljudskog razvoja i za potencijalno lečenje bolesti. Iako je stvoren klonski ljudski blastocist, sojevi matičnih ćelija tek treba da budu izolovani iz klonskog izvora.[11]

Terapijsko kloniranje se ostvaruje stvaranjem embrionalnih matičnih ćelija u nadi da će se lečiti bolesti poput dijabetesa i Alchajmerove bolesti. Proces započinje uklanjanjem jezgra (koje sadrži DNK) iz jajne ćelije i unosom jezgra iz odrasle ćelije koja se klonira.[12] U slučaju pacijenta sa Alchajmerovom bolešću, jezgro iz ćelije kože te osobe stavlja se u prazno jaje. Reprogramirana ćelija počinje da se razvija u embrion, jer jaje reaguje sa prenesenim jezgrom. Embrion će postati genetski identičan pacijentu.[12] Embrion zatim formira blastocist koji ima potencijal da formira/postane bilo koja ćelija u telu.[13]

Razlog zašto se SCNT koristi za kloniranje je da se somatske ćelije mogu lako nabaviti i uzgajati u laboratoriji. Ovaj proces može bilo dodati ili izbrisati specifične delove genoma domaćih životinja. Ključna tačka koju treba imati na umu je da se kloniranje postiže kada oocit održava svoje normalne funkcije i umesto da se koriste genomi sperme i jajne ćelije za replikaciju, jezgro donorske somatske ćelije se unosi u oocit.[14] Oocit reaguje na jezgro somatske ćelije, na isti način na koji bi reagovao na jezgro ćelije sperme.[14]

Proces kloniranja određene domaće životinje pomoću SCNT relativno je istovetan za sve životinje. Prvi korak je prikupljanje somatskih ćelija od životinje koja će biti klonirana. Somatske ćelije se mogu odmah koristiti ili skladištiti u laboratoriji za kasniju upotrebu.[14] Najteži deo SCNT-a je uklanjanje materinske DNK iz oocita u metafazi II. Kada se to učini, somatsko jezgro se može umetnuti u citoplazmu jajeta.[14] Ovo stvara jednoćelijski embrion. Grupisane somatskih ćelija i citoplazma jaja se zatim indukuju u električnom strujom.[14] Smatra se da ova energija omogućava kloniranom embrionu da započne razvoj. Uspešno razvijeni embrioni se zatim stavljaju u surogatne primaoce, poput krava ili ovaca u slučaju domaćih životinja.[14]

SCNT se smatra dobrom metodom za proizvodnju poljoprivrednih životinja za ishranu. Uspešno je klonirane ovce, goveda, koze i svinje. Još jedna korist od SCNT postupka je da se smatra rešenjem za kloniranje ugroženih vrsta koje su pred izumiranjem.[14] Međutim, stres kojim je izložena jajna ćelija i uvedeno jezgro može biti ogroman, što je dovodilo do velikog gubitka rezultujućih ćelija u ranim istraživanjima. Na primer, klonirana ovca Doli rođena je nakon što je 277 jaja upotrebljeno za SCNT, čime je stvoreno 29 održivih embriona. Samo su tri od ovih embriona preživela do rođenja, a samo jedan je preživeo do punoletstva.[15] Pošto se postupak nije mogao automatizovati i morao se ručno izvoditi pod mikroskopom, SCNT je zahtevao mnogo resursa. Biohemija obuhvaćena reprogramiranjem diferenciranog jezgra somatske ćelije i aktiviranjem jajeta primaoca takođe nije bila dobro shvaćena. Međutim, do 2014. istraživači su prijavili stope uspeha kloniranja od sedam do osam od deset,[16] a 2016. godine je objavljeno da je korejska kompanija Sooam Biotech proizvodila 500 kloniranih embriona dnevno.[17]

Reference

uredi
  1. ^ Ovaj članak ili njegov deo izvorno je preuzet iz Rečnika socijalnog rada Ivana Vidanovića uz odobrenje autora.
  2. ^ „Torrey Botanical Club: Volumes 42–45”. Torreya. 42–45: 133. 1942. 
  3. ^ American Association for the Advancement of Science (1903). Science. Moses King. str. 502–. Pristupljeno 8. 10. 2010. 
  4. ^ de Candolle, A. (1868). Laws of Botanical Nomenclature adopted by the International Botanical Congress held at Paris in August 1867; together with an Historical Introduction and Commentary by Alphonse de Candolle, Translated from the French. translated by H.A. Weddell. London: L. Reeve and Co. 
  5. ^ „Tasmanian bush could be oldest living organism”. Discovery Channel. Arhivirano iz originala 23. 7. 2006. g. Pristupljeno 7. 5. 2008. 
  6. ^ „Ibiza's Monster Marine Plant”. Ibiza Spotlight. Arhivirano iz originala 26. 12. 2007. g. Pristupljeno 7. 5. 2008. 
  7. ^ DeWoody, J.; Rowe, C.A.; Hipkins, V.D.; Mock, K.E. (2008). „"Pando" Lives: Molecular Genetic Evidence of a Giant Aspen Clone in Central Utah”. Western North American Naturalist. 68 (4): 493—497. S2CID 59135424. doi:10.3398/1527-0904-68.4.493. 
  8. ^ Mock, K.E.; Rowe, C.A.; Hooten, M.B.; Dewoody, J.; Hipkins, V.D. (2008). „Blackwell Publishing Ltd Clonal dynamics in western North American aspen (Populus tremuloides)”. U.S. Department of Agriculture, Oxford, UK : Blackwell Publishing Ltd. str. 17. Arhivirano iz originala 11. 08. 2014. g. Pristupljeno 5. 12. 2013. 
  9. ^ Peter J. Russel (2005). iGenetics: A Molecular Approach . San Francisco, California, United States of America: Pearson Education. ISBN 978-0-8053-4665-7. 
  10. ^ McFarland, Douglas (2000). „Preparation of pure cell cultures by cloning”. Methods in Cell Science. 22 (1): 63—66. PMID 10650336. doi:10.1023/A:1009838416621. 
  11. ^ Gil, Gideon (17. 1. 2008). „California biotech says it cloned a human embryo, but no stem cells produced”. Boston Globe. 
  12. ^ a b Halim, N. (septembar 2002). „Extensive new study shows abnormalities in cloned animals”. Massachusetts Institute of Technology. Pristupljeno 31. 10. 2011. 
  13. ^ Plus, M. (2011). „Fetal development”. Nlm.nih.gov. Pristupljeno 31. 10. 2011. 
  14. ^ a b v g d đ e Latham, K. E. (2005). „Early and delayed aspects of nuclear reprogramming during cloning” (PDF). Biology of the Cell. str. 97, 119—132. Arhivirano iz originala (PDF) 2. 8. 2014. g. 
  15. ^ Campbell KH, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I (mart 1996). „Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line”. Nature. 380 (6569): 64—6. Bibcode:1996Natur.380...64C. PMID 8598906. S2CID 3529638. doi:10.1038/380064a0. 
  16. ^ Shukman, David (14 January 2014) China cloning on an 'industrial scale' BBC News Science and Environment, Retrieved 10 April 2014
  17. ^ Zastrow, Mark (8. 2. 2016). „Inside the cloning factory that creates 500 new animals a day”. New Scientist. Pristupljeno 23. 2. 2016. 

Literatura

uredi

Spoljašnje veze

uredi
 
Kloniranje na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Клонирање&oldid=27923354”