Klonování

Rozbalit box

Obsah boxu

Klonování je proces vytváření geneticky identických jedinců organismu, ať už přirozeně nebo uměle. V nejobecnějším smyslu se klonem rozumí jakýkoliv organismus, buňka nebo molekula, která je přesnou genetickou kopií jiného. Klonování se přirozeně vyskytuje u mnoha organismů, například u bakterií, hmyzu nebo rostlin prostřednictvím nepohlavního rozmnožování. V kontextu biotechnologie se klonováním nejčastěji rozumí umělé vytvoření kopie zvířete, buňky nebo fragmentu DNA.

Tento proces se stal předmětem širokého vědeckého zájmu i veřejné debaty, zejména po úspěšném naklonování prvního savce z dospělé buňky, ovečky Dolly, v roce 1996. Klonování se dělí na tři hlavní typy: molekulární (genové) klonování, reprodukční klonování a terapeutické klonování. Každý z těchto typů má odlišné cíle a využití, od produkce léků po potenciální léčbu závažných onemocnění. S klonováním, zejména s klonováním člověka, je spojena řada složitých etických a právních otázek.

📜 Historie klonování

Myšlenka klonování a umělého vytváření života je stará, ale vědecký základ byl položen až ve 20. století.

🏛️ Rané experimenty

První zásadní kroky v oblasti klonování byly učiněny v embryologii. V roce 1938 navrhl německý embryolog Hans Spemann experiment s přenosem jádra z jedné buňky do druhé, za což později obdržel Nobelovu cenu. Tento koncept, známý jako přenos buněčného jádra, se stal základem pro budoucí klonovací techniky.

První úspěšný přenos jádra provedli v roce 1952 američtí vědci Robert Briggs a Thomas King. Podařilo se jim naklonovat pulce žáby druhu skokan levhartí (Rana pipiens) přenosem jádra z embryonální buňky do vajíčka zbaveného vlastního jádra.

V 60. letech 20. století posunul hranice britský biolog John Gurdon, který úspěšně naklonoval žáby druhu drápatka vodní (Xenopus laevis) s použitím jader z již plně diferencovaných buněk střevního epitelu pulců. Tím dokázal, že i specializovaná buňka stále obsahuje veškerou genetickou informaci potřebnou k vytvoření celého organismu. Za tento objev získal v roce 2012 Nobelovu cenu.

🐑 Éra savců a ovečka Dolly

Klonování savců se ukázalo jako mnohem obtížnější úkol. První savci byli naklonováni z embryonálních buněk v 80. letech, ale skutečný průlom přišel až v roce 1996 ve Skotsku. Tým vědců z Roslinova institutu v Edinburghu, vedený Ianem Wilmutem a Keithem Campbellem, oznámil narození ovečky Dolly.

Dolly byla prvním savcem na světě naklonovaným z dospělé somatické (tělní) buňky, konkrétně z buňky vemena šestileté ovce plemene Finn Dorset. Byla vytvořena metodou přenosu jádra somatické buňky (SCNT). Její narození způsobilo celosvětovou senzaci a odstartovalo bouřlivou debatu o etice klonování. Dolly prožila 6 let a měla několik potomků, čímž dokázala, že klonovaný jedinec může být plodný.

Po úspěchu s Dolly následovalo klonování dalších druhů savců, včetně myší (1997), skotu (1998), koz (1999), prasat (2000), koček (2001), králíků (2002), koní (2003) a psů (2005).

⚙️ Metody klonování

Existuje několik různých technik, které se označují jako klonování. Liší se svým účelem i složitostí.

Přenos jádra somatické buňky (SCNT)

Jedná se o nejznámější metodu, použitou k vytvoření ovečky Dolly. Tento postup zahrnuje několik kroků:

Příprava buněk: Z organismu, který má být klonován, se odebere somatická (tělní) buňka, například kožní buňka. Z této buňky se izoluje jádro obsahující kompletní genetickou informaci (DNA).
Příprava vajíčka: Od dárkyně vajíčka se získá neoplozené vajíčko. Z tohoto vajíčka je pomocí mikropipety odstraněno jeho vlastní jádro (proces zvaný enukleace).
Přenos jádra: Jádro ze somatické buňky se vloží do enukleovaného vajíčka.
Aktivace: Vajíčko s novým jádrem je stimulováno, obvykle slabým elektrickým impulsem nebo chemickými látkami, aby se začalo dělit, jako by bylo oplozeno.
Vývoj embrya: Buňka se začne dělit a vyvíjet v embryo v laboratorních podmínkách (in vitro).
Přenos do dělohy: Po několika dnech je embryo vloženo do dělohy náhradní matky, kde pokračuje jeho vývoj až do porodu.

Výsledkem je jedinec, který je geneticky identický s dárcem původní somatické buňky.

Rozdělení embrya (Embryo Splitting)

Tato technika je v podstatě umělou formou vzniku identických dvojčat. Velmi rané embryo se v laboratoři mechanicky rozdělí na dvě nebo více částí. Každá z těchto částí se může vyvinout v samostatný, kompletní organismus. Všechny takto vzniklé organismy jsou geneticky identické. Tato metoda se běžně používá v chovu hospodářských zvířat k namnožení embryí od cenných rodičů.

Molekulární klonování (Klonování DNA)

Tento proces se od předchozích zásadně liší, protože jeho cílem není vytvořit celý organismus, ale namnožit určitý úsek DNA, nejčastěji gen. Postup je následující:

Izolace DNA: Z buňky se izoluje požadovaný fragment DNA.
Vložení do vektoru: Tento fragment se pomocí enzymů (restrikčních endonukleáz a ligáz) vloží do tzv. vektoru, což je obvykle plazmid (malá kruhová molekula DNA z bakterií).
Transformace: Vektor s vloženou DNA (rekombinantní DNA) je vpraven do hostitelské buňky, nejčastěji bakterie Escherichia coli.
Množení: Bakterie se v kultivačním médiu rychle množí a s každým dělením kopírují i plazmid s vloženým genem. Tím vzniká obrovské množství kopií požadovaného genu.

Tato metoda je základem genetického inženýrství a má široké využití v medicíně (např. výroba inzulinu, růstového hormonu) a ve výzkumu.

🧬 Typy klonování podle účelu

Na základě cíle, kterého má být dosaženo, se klonování dělí na dva hlavní typy.

Reprodukční klonování

Cílem reprodukčního klonování je vytvořit nového jedince, který je genetickou kopií jiného, již existujícího nebo zemřelého jedince. Používá se metoda SCNT a embryo je implantováno do dělohy náhradní matky s cílem donošení a porodu. Ovečka Dolly je nejznámějším příkladem reprodukčního klonování. Tato forma klonování je eticky nejkontroverznější, zejména pokud jde o její aplikaci na člověka, a ve většině zemí světa je u lidí zakázána.

Terapeutické klonování

Terapeutické klonování (také známé jako přenos jádra pro výzkumné účely) má za cíl vytvořit embryonální kmenové buňky pacienta. Postup je zpočátku stejný jako u reprodukčního klonování – vytvoří se klonované embryo pomocí SCNT. Embryo se však neimplantuje do dělohy, ale nechá se růst v laboratoři pouze do stádia blastocysty (cca 5–7 dní). Z této blastocysty se odeberou embryonální kmenové buňky, které jsou geneticky identické s pacientem.

Tyto buňky mají obrovský potenciál v regenerativní medicíně, protože se mohou diferencovat na jakýkoliv typ tkáně v těle (např. nervové, svalové, srdeční buňky). Jelikož jsou geneticky shodné s pacientem, imunitní systém by je po transplantaci neodmítl. Mohly by tak sloužit k léčbě nemocí jako Parkinsonova choroba, cukrovka, poranění míchy nebo infarkt myokardu.

💡 Využití a potenciál

Klonování nabízí širokou škálu možných aplikací v různých oborech.

Zemědělství: Klonování umožňuje množit elitní hospodářská zvířata s požadovanými vlastnostmi, jako je vysoká produkce mléka, kvalitní maso nebo odolnost vůči nemocem. Lze tak vytvořit celé stádo geneticky identických, vysoce produktivních jedinců. Klonují se také úspěšní dostihoví koně.
Medicína: Kromě terapeutického klonování lze klonovaná zvířata geneticky modifikovat tak, aby produkovala v mléce nebo krvi lidské proteiny využitelné k léčbě (tzv. pharming).
Ochrana druhů: Klonování představuje potenciální nástroj pro záchranu ohrožených druhů. Byly provedeny pokusy o klonování druhů jako gaur nebo muflon. Teoreticky by bylo možné vzkřísit i vyhynulé druhy (tzv. de-extinkce), pokud by se zachovala neporušená DNA, jako například u mamuta nebo vakoveverky tasmánské. První pokus o vzkříšení vyhynulého kozorožce pyrenejského (bucardo) v roce 2009 skončil narozením klonu, který však žil jen několik minut.
Základní výzkum: Vytváření geneticky identických zvířat je cenné pro vědecké experimenty, protože eliminuje genetickou variabilitu mezi testovanými subjekty, což zpřesňuje výsledky studií.

⚖️ Etické a právní otázky

Klonování, zejména reprodukční klonování člověka, vyvolává hluboké etické, sociální a právní dilema.

Bezpečnost a zdraví: Proces klonování je stále velmi neefektivní a rizikový. Úspěšnost metody SCNT je nízká (u Dolly to byl 1 úspěch z 277 pokusů). Klonovaní jedinci často trpí zdravotními problémy, jako je syndrom velkých mláďat (Large Offspring Syndrome), poruchy imunity a předčasné stárnutí (i když toto bylo u pozdějších klonů zpochybněno). Aplikace takto rizikové technologie na člověka je považována za nepřijatelnou.
Individualita a identita: Kritici se obávají, že by lidský klon mohl trpět psychologickými problémy spojenými s pocitem ztráty jedinečnosti a identity. Žil by ve stínu svého "originálu".
Komodifikace života: Existují obavy, že by klonování mohlo vést k "výrobě" lidí pro určité účely, například jako zdroj orgánů, což by degradovalo lidskou důstojnost.
Náboženské a filozofické námitky: Mnoho náboženských a filozofických směrů vnímá klonování jako nepřirozený zásah do stvoření a "hraní si na Boha".
Právní regulace: Většina zemí světa, včetně Česka, má zákony, které explicitně zakazují reprodukční klonování člověka. Terapeutické klonování je v některých zemích povoleno za přísných podmínek pro výzkumné účely.

🧑‍🏫 Pro laiky

Klonování si lze představit jako vytvoření dokonalé genetické kopie. Je to podobné, jako když si zkopírujete soubor v počítači – výsledný soubor je naprosto stejný jako originál.

**Rozdíl oproti normálnímu rozmnožování:** Při běžném pohlavním rozmnožování potomek získá polovinu genetické informace od matky a polovinu od otce. Je to tedy unikátní kombinace obou. Klon má naopak 100 % genetické informace pouze od jednoho "rodiče". Je to v podstatě jeho opožděné identické dvojče.
**Co klon není:** Klon není okamžitá kopie dospělého jedince, jak to často vidíme ve sci-fi filmech. Klonovaný organismus se narodí jako mládě (např. jehně, kotě) a musí normálně vyrůst a zestárnout.
**Vzpomínky a osobnost se neklonují:** Klonuje se pouze genetická informace (DNA). Vzpomínky, zkušenosti a osobnost jsou formovány prostředím a výchovou. Klon člověka by tedy měl sice stejný vzhled, ale byl by to úplně jiný člověk s vlastní osobností.
**Dva hlavní druhy klonování:**

   1.  **Reprodukční:** Cílem je vytvořit celé nové zvíře (jako ovečka Dolly).
   2.  **Terapeutické:** Cílem není vytvořit zvíře, ale jen jeho buňky v laboratoři, které by se daly použít k léčbě nemocí (např. k opravě poškozeného srdce).

Šablona:Aktualizováno