A klónozás típusai

Mi a klónozás? Erre a kérdésre a legtöbb embernek egy teljes emberi szervezet mesterséges létrehozása jut eszébe, s igen sokan arról is meg vannak győződve, hogy a klón nem csupán genetikailag lesz azonos a klónozott személlyel, de pszichikailag, érzelmileg és mentálisan is (lásd például a kis Hitler felnevelését). A dolog azonban ennél jóval összetettebb, s dossziénk első fejezetében arra vállalkozunk, hogy közérthető nyelven mutassuk be a klónozás különféle típusait.

A klón lényege és a természetes klónok

A klón lényegi tulajdonsága, hogy az utódszervezet (ami lehet egyetlen sejt is) genetikai szempontból teljesen megegyezik az anyaszervezettel, mivel kialakulása során nem történt olyan ivaros folyamat, amely a gének "átkeverésére" alkalmat adott volna (az esetlegesen fellépő mutációktól most az egyszerűség kedvéért eltekintünk).

Már ebből is sejthető, hogy klónok teljesen természetes módon és állandóan létrejönnek a sejtek ivartalan szaporodása során. Egy sejt egyszerű kettéosztódása két klónt, vagyis a kiindulási sejttel genetikailag azonos utódsejtet eredményez. Ezen az elven a kedves Olvasó összes testi sejtje annak a sejtnek a klónja, amely a petesejt és a hímivarsejt egyesülése következtében alakult ki a megtermékenyítéskor. Valóban, a testi sejtek mindegyike rendelkezik a szervezet felépítéséhez szükséges összes információval, de egy csodálatos szabályozó mechanizmus miatt ennek csak egy bizonyos részét használja, ezért alakulnak ki eltérő felépítésű és működési típusaik. Amennyiben pedig a legelső osztódások során bekövetkező rendellenesség miatt két külön szervezet indul fejlődésnek, akkor a teljes szervezet szintjén is természetes klónok, tehát egypetéjű ikrek jöhetnek létre.

Számtalan alacsonyabb szerveződési szinten álló szervezet (például baktériumok, egysejtű növények, állatok, gombák) alapvetően ivartalan úton szaporodik, s csak időnként jelenik meg az ivaros folyamat, a gének "felfrissítésére". De ivartalan folyamat a növények vegetatív szervekkel - gumókkal, indákkal, gyöktörzzsel - való szaporodása vagy egy medúza bimbózása is.

Mesterséges klónozás különböző szinteken

Klónozásról tehát több szerveződési szinten beszélhetünk, s ez az ember által előállított mesterséges klónokra is igaz.

- Molekuláris klónozás. Ebben az esetben egy molekula szaporításáról van szó. Ilyen például az ún. DNS polimeráz láncreakció, amikor DNS-molekulákat a vizsgálatokhoz szükséges mennyiségre szaporítják fel, de ez a lényegi eleme a kísérleti fázisban lévő génterápiás eljárásoknak is. A génterápia során egy vektor (hordozó) segítségével - ami lehet egy molekula vagy egy vírus - juttatnak be DNS-szakaszokat (géneket) a célsejtekbe, ahol azok beépülnek a sejt genetikai állományába, s ott kifejeződhetnek (vagyis megindul róluk a fehérjék átírása).

- Sejtklónozás. Sejtek tenyésztése laboratóriumi körülmények között (sejtkultúrák). Genetikai szempontból az előállított sejtvonal összes sejtje a kiindulási sejttel egyezik meg.

- Teljes (többsejtű) organizmus klónozása. A teljes organizmus létrehozásának két alapvető módszere az ún. nukleáris transzfer (maganyag-átviteli) és az embrióosztási (embriófelezési) technológia. A következőkben ezek részletesebb leírása következik.

Nukleáris transzfer (maganyag-átviteli) technológia

Ez az a módszer, amelynek segítségével Dollyt, a világhírűvé vált bárány-klónt is létrehozták 1997-ben. Az eljárás lényege pontokba szedve a következő:

1. Egy petesejtet megfosztanak saját sejtmagjától, ezáltal eltávolítják belőle a genetikai állományt, vagyis a DNS-molekulákat.

2. Egy már differenciálódott testi sejtből kiveszik a sejtmagot.

3. A testi sejt sejtmagját (vagy egy másik variáció esetében az egész testi sejtet) a magjától megfosztott petesejtbe ültetik be (illetve a két sejtet egyesülésre késztetik, elektromos áram segítségével).

4. Az eljárás során - ma még nem teljesen tisztázott módon - a testi sejt magjának genetikai órája "lenullázódik". Ez azt jelenti, hogy a DNS-állomány korábbi szelektív működése megszűnik, s elölről indulhat egy teljes organizmus fejlődése. A korábbi szelektív működésen azt kell érteni, hogy a DNS-állomány egykori tulajdonosa - a felhasznált testi sejt - működése során csak azokat a géneket használta, amelyek feladatának ellátásához kellettek, holott genetikai állománya az egész szervezet "tervrajzát" tartalmazta. Ez a testi sejt tehát már "szakosodott" volt egy adott feladatra - szakkifejezéssel egy differenciált sejtről volt szó. A petesejt sajtplazmájának környezetében azonban elvesztette ezt az elkötelezettséget.

5. A DNS-állománnyal ilyen módon ellátott petesejtet egy nőstény állat méhébe ültetik ("béranya", "dajkaterhes"), amely aztán szerencsés esetben kihordja és megszüli az ebből fejlődő magzatot.

Az ember klónozásának jelenlegi elképzelései is ezt a módszert használnák, amint az a következő ábrán követhető.



Embrióosztási (embriófelezési) technológia

A jó tulajdonságokkal rendelkező tenyészállatok - pl. szarvasmarhák - esetében már rutinszerűen használt klónozási eljárás az ún. embrióosztási (embriófelezési) technológia, amely mesterségesen állít elő egypetéjű ikreket.
A módszer lényege, hogy egy petesejtet mesterségesen termékenyítenek meg egy spermiummal (hímivarsejttel), majd az így létrejött zigótát - vagyis a megtermékenyített petesejtet - osztódni hagyják, egészen a nyolc sejtből álló embrionális állapotig. Ekkor az embriót több részre hasítják, leggyakrabban négy, két sejtből álló darabra. A módszer is innét kapta a nevét: embrióosztás (embryo splitting), illetve embriófelezés (ha csak két négysejtes darabot hoznak létre). A nyolcsejtes állapotig még nem indul meg a sejtek differenciálódása, s az így kapott embriók genetikailag teljesen azonosak lesznek egymással. A dolog tulajdonképpen az egypetéjű ikrek esetéhez hasonlatos, csak egy kicsit későbbi fázisban indul meg az egyes egyedek elkülönült fejlődése.

A módszer tehát nem mondható olyan "igazi" klónozásnak, mint amivel például a Dolly nevű bárány készült. Maguk a kutatók is "mesterséges ikerkészítésnek" nevezik ezt a technológiát, amelyet már főemlősök esetében is sikerrel alkalmaztak. Az embriók nem is igazi szüleikre - tehát a petesejt és a hímivarsejt "eredeti" tulajdonosaira - hasonlítanak, hanem egymással azonosak.

A leválasztott sejteket ezután egy üres peteburokba juttatják, s az embriót olyan fázisig engedik fejlődni, amíg beültethető lesz egy nőstény állat méhébe. Ezt követően már egy normális lefolyású terhesség és szülés következhet.

S. T.