Kloonimine

Kloon on mis tahes rakk või indiviid, mis on identne teise rakuga.

Bioloogias on kloonimine ühe või mitme geneetiliselt identse indiviidi tootmine. Tervete isendite puhul tähendab see tavaliselt identse koopia tahtlikku tootmist. Esimesena saavutati see imetajate puhul kuulsa Dolly-lamba puhul. Inimese identsed kaksikud on loomulikud kloonid. Sama kehtib ka mittesugulise paljunemise ja mis tahes parthenogeneetilise paljunemise kohta, mis ei hõlma meioosi.

Kloonimine on mõnedele loomadele loomulik, kuid imetajatel on see haruldane. Erandiks on üheksakandiline vööthuul, kes sünnitab tavaliselt identsed neljakandilised lapsed.

Geneetikas ja rakubioloogias viitab kloonimine eelkõige DNA järjestusele ja seeläbi ka kõigile teistele makromolekulidele.

Kloonid rakuliinides esinevad, kuid on mõned ilmsed reservatsioonid. Muutused DNA-s mis tahes kujul tähendavad, et tütarrakud ei ole identsed emarakkudega. Tavaliselt lülitatakse arengu käigus geenid sisse ja välja ning tütarrakud diferentseeruvad järk-järgult küpseteks koerakkudeks. Need ei ole identsed algsete tüvirakkudega, seega on nad kloonid ainult selles mõttes, et nad on saadud samast emarakust.

Molekuli laboratoorset kopeerimist täpsete koopiate valmistamiseks nimetatakse ka kloonimiseks.

Mitte päris nii identne

Kuigi kloonid algavad identselt, ei pruugi nad selleks jääda. Identsetel kaksikutel on alati veidi erinev fenotüüp.

Kuigi monotsügootilised kaksikud on geneetiliselt peaaegu identsed, leiti 2012. aastal 92 paari monotsügootiliste kaksikute uuringus, et monotsügootilised kaksikud omandavad mitusada geneetilist erinevust juba varakult loote arengus. Selle põhjuseks on mutatsioonid (ehk koopiavead), mis toimuvad mõlema kaksiku DNAs pärast embrüo jagunemist. Hinnanguliselt on monosügootiliste kaksikute paaril keskmiselt umbes 360 geneetilist erinevust, mis on tekkinud loote arengu alguses. Nendel muutustel võib siiski olla vähe praktilist mõju. Praktikas näevad identsed kaksikud välja ja käituvad väga sarnaselt.

Teine põhjus, mis põhjustab erinevusi monotsügootiliste kaksikute vahel, on epigeneetiline modifikatsioon. Need on põhjustatud erinevatest keskkonnamõjudest kogu elu jooksul, mis mõjutavad, millised geenid on sisse või välja lülitatud. Uuring, milles osales 80 paari monosügootilisi kaksikuid vanuses kolm kuni 74 aastat, näitas, et noorimatel kaksikutel on suhteliselt vähe epigeneetilisi erinevusi. Epigeneetiliste erinevuste arv suureneb vanusega. Viiekümneaastastel kaksikutel oli üle kolme korra rohkem epigeneetilisi erinevusi kui kolmeaastastel kaksikutel. Kõige suuremad erinevused olid kaksikutel, kes olid oma elu elanud lahus (näiteks need, kelle kaks erinevat vanemat olid sünnihetkel lapsendanud). Teatud omadused muutuvad aga kaksikute vananedes sarnasemaks, näiteks IQ ja isiksus. See nähtus illustreerib geneetika mõju paljudele inimomaduste ja käitumise aspektidele.

Kloonitud liigid

Karpkala: (1963) Hiinas tootis embrüoloog Tong Dizhou maailma esimese kloonitud kala, sisestades DNA isase karpkala rakust emase karpkala munasse. Ta avaldas tulemused Hiina teadusajakirjas.
Hiired: (1986) Hiir oli esimene imetajatest edukalt kloonitud varajasest embrüorakust pärit hiir. Nõukogude teadlased Tšailakhjan, Veprenjev, Sviridova ja Nikitin kloonisid hiire "Masha". Uuringud avaldati ajakirjas "Biofizika" köide ХХХII, number 5, 1987. aasta.
Lambad: (1996) Varajastest embrüonaalsetest rakkudest, Steen Willadsen. Megan ja Morag[19] kloonisid diferentseeritud embrüorakkudest 1995. aasta juunis ja Dolly lammast somaatilisest rakust 1997. aastal.
Ahv: (2000) Tetra, embrüo jagunemisest.
Gaur: (2001) oli esimene ohustatud liik, mida klooniti.
Veised: 2001 ja 2005, Brasiilia.
Kass: CopyCat "CC" (emane, 2001. aasta lõpus), Little Nicky, 2004, oli esimene ärilistel eesmärkidel kloonitud kass.
Koer: (2005) Snuppy, isane afgaani koer, oli esimene kloonitud koer.
Rott: (2003) Ralph, esimene kloonitud rott.
Muuli: (2003) Idaho Gem, John Muuli, oli esimene hobuse perekonna kloon.
Hobune: (2003) Prometea, emane haflinger, oli esimene hobuse kloon.
Veepühvlid: (2009) Samrupa oli esimene kloonitud vesipühvel. Ta sündis India Karnali riiklikus päevakujundusuuringute instituudis, kuid suri viis päeva hiljem kopsupõletikku.
Kaamel: (2009) Esimene kloonitud kaamel.
Krabisööja makakas: (2018) Esimest korda kloonisid teadlased ühegi ahvi või ahvi, kasutades embrüost vanema doonori rakke.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kloonimine?

V: Kloonimine on ühe või mitme geneetiliselt identse indiviidi tootmine. See võib viidata identsete koopiate tahtlikule tootmisele, nagu näiteks lammas Dolly puhul, või võib viidata looduslikele kloonidele, nagu inimese identsed kaksikud või suguta paljunemisel saadud järeltulijad.

K: Kuidas toimib kloonimine geneetikas ja rakubioloogias?

V: Geneetikas ja rakubioloogias viitab kloonimine eelkõige DNA järjestusele ja kaudselt kõigile teistele makromolekulidele. Muutused DNA-s mis tahes kujul tähendavad, et tütarrakud ei ole emarakkudega identsed. Tavaliselt lülitatakse arengu käigus geenid sisse ja välja, mis põhjustab tütarrakkude diferentseerumise küpseteks koerakkudeks, mis ei ole identsed algsete tüvirakkudega.

K: Kas kloonimine on imetajate seas tavaline?

V: Kloonimine on mõnedele loomadele loomulik, kuid imetajatel on see haruldane. Erandiks on üheksakandiline vööthuul, kes sünnitab tavaliselt identsed nelikud.

K: Kas molekulide kloonimiseks on olemas laboratoorsed meetodid?

V: Jah, molekuli laboratoorset kopeerimist täpsete koopiate valmistamiseks nimetatakse ka kloonimiseks.

K: Kas kõik kloonid on üksteise täpsed koopiad?

V: Ei, DNA-s tehtud muudatused tähendavad, et tütarrakud ei ole alati oma emaraku täpsed koopiad, isegi kui nad on algselt sellest pärit. Arengu käigus lülitatakse geenid sisse ja välja, mis põhjustab tütarrakkude ja algsete tüvirakkude diferentseerumist, nii et need ei pruugi enam olla üksteise täpsed koopiad.

K: Kas lammas Dolly on näide kloonimisest?

V: Jah, Dolly klooniti tuntud viisil, mida nimetatakse somaatilise raku tuumaülekandeks (SCNT). See oli üks esimesi edukaid näiteid imetajate kloonimise kohta ajaloos.