Klonen, Definition, Prozess – & – Typen

Klonen: das Klonen, der Prozess der Generierung einer genetisch identische Kopie einer Zelle oder eines Organismus. Klonen geschieht oft in der Natur, als wenn eine Zelle repliziert, die sich ungeschlechtlich ohne genetische Veränderung oder Rekombination. Erfahren Sie mehr über das Klonen Experimente, Klonen-Techniken und der Ethik des Klonens von Menschen.
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Klonen, der Prozess der Generierung einer genetisch identische Kopie einer Zelle oder eines Organismus. Das Klonen passiert, alle die Zeit in der Natur—für Beispiel, wenn eine Zelle repliziert, die sich ungeschlechtlich, ohne jede genetische Veränderung oder Rekombination. Prokaryotische Organismen (Lebewesen ohne einen Zellkern) z.B. Bakterien), die Erzeugung genetisch identischer Duplikate von sich selbst durch binäre Spaltung oder Knospung. In eukaryotischen Organismen (Organismen mit einem Zellkern), wie z.B. Menschen, alle Zellen, die Mitose Durchlaufen, wie Haut-Zellen und Zellen, die Auskleidung des Magen-Darm-Trakt, sind Klone; die einzigen Ausnahmen sind die Gameten (Eier und Spermien), die eine Meiose und genetische Rekombination.

In der biomedizinischen Forschung, Klonen ist im weiteren Sinne zu bedeuten, die Vervielfältigung, jede Art von biologischem material für die wissenschaftliche Studie, wie ein Stück DNA oder einer einzelnen Zelle. Zum Beispiel DNA-Segmente repliziert werden exponentiell durch einen Prozess namens polymerase-Kettenreaktion oder PCR, eine Technik, die weit verbreitet in der biologischen Grundlagenforschung. Die Art von Klonen, die im Mittelpunkt der ethischen Kontroverse beinhaltet die Erzeugung von geklonten Embryonen, insbesondere von Menschen, die genetisch identisch zu den Organismen, aus denen Sie abgeleitet sind, und die anschließende Nutzung dieser Embryonen für die Forschung, therapeutischen oder reproduktiven Zwecken.

Früh klonierungsexperimenten

Das reproduktive Klonen wurde ursprünglich durchgeführt durch künstliche „twinning“ oder “ embryo-splitting, uraufgeführt auf eine salamander-embryo in den frühen 1900er Jahren von den deutschen Embryologen Hans Spemann. Später, Spemann, wer erhielt den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin (1935) für seine Forschung an embryonalen Entwicklung, die Theorie über eine andere zu Klonen Verfahren, bekannt als nuclear transfer. Dieses Verfahren wurde 1952 von amerikanischen Wissenschaftlern Robert W. Briggs und Thomas J. King, der verwendeten DNA aus embryonalen Zellen des Frosches Rana pipiens zu generieren geklont Kaulquappen. 1958 britische Biologe John Bertrand Gurdon erfolgreich durchgeführt nuclear transfer mit DNA aus adulten intestinalen Zellen afrikanische krallte Frösche (Xenopus laevis). Gurdon erhielt einen Anteil an den 2012 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für diese Durchbruch.

Fortschritte im Bereich der Molekularbiologie führten zur Entwicklung von Techniken, erlaubt Wissenschaftler zu manipulieren Zellen und zum aufspüren chemischer Marker, signal-Veränderungen innerhalb der Zellen. Mit dem Aufkommen der rekombinanten DNA-Technologie in den 1970er Jahren wurde es möglich, für die Wissenschaftler zu schaffen transgenen Klone—Klone mit Genome enthält Stücke von DNA aus anderen Organismen. Beginnend in den 1980er Jahren Säugetiere wie Schafe, die geklont wurden von der früh-und teilweise differenzierten embryonalen Zellen. 1996 der britische entwicklungsbiologe Ian Wilmut erzeugt eine geklonte Schaf namens Dolly, mittels Kerntransfer mit einem entkernten embryo und einer differenzierten Zellkern. Diese Technik, die später verfeinert und wurde bekannt als somatic cell nuclear transfer (SCNT), stellte einen außerordentlichen Fortschritt in der Wissenschaft des Klonens, weil es resultierte in der Schaffung eines genetisch identischen Klon eines bereits gewachsenen Schafe. Es wird auch darauf hingewiesen, dass es möglich war, für die DNA in ausdifferenzierten somatischen (Körper) Zellen wieder auf einen undifferenzierten embryonalen Stadium, wodurch die Wiederherstellung der Pluripotenz—das potential einer embryonalen Zelle zu wachsen, in einem der zahlreichen verschiedenen Arten von Reifen Zellen des Körpers, aus denen sich ein vollständiger Organismus. Die Erkenntnis, dass die DNA der somatischen Zellen neu programmiert werden können, zu einem pluripotenten Zustand erheblich beeinträchtigt wird Forschung in das therapeutische Klonen und die Entwicklung von Stammzellen-Therapien.

Bald nach der Erzeugung von Dolly, eine Reihe anderer Tiere, die geklont wurden durch SCNT, darunter Schweine, Ziegen, Ratten, Mäuse, Hunde, Pferde und Maultiere. Trotz dieser Erfolge, die Geburt eines lebensfähigen SCNT-Primaten-Klon würde nicht zum tragen kommen, bis 2018, und Wissenschaftler mit anderen Klonen von Prozessen in der Zwischenzeit. Im Jahre 2001 wurde ein team von Wissenschaftlern geklonten ein rhesus-Affe durch einen Prozess namens embryonalen cell nuclear transfer, die ähnlich wie SCNT, außer, dass es DNA verwendet, die aus einem undifferenzierten embryo. Im Jahr 2007 Makaken Affen-Embryonen geklont wurden durch SCNT, aber diese Klone lebten nur, um das blastozystenstadium der embryonalen Entwicklung. Es war mehr als 10 Jahre später, nach Verbesserungen zu SCNT gemacht worden war, dass die Wissenschaftler angekündigt, die live-Geburt zweier Klone des crab-eating macaque (Macaca fascicularis), die ersten Primaten Klone mit Hilfe der SCNT-Prozess. (SCNT durchgeführt worden, mit sehr begrenztem Erfolg in den Menschen, in Teil, weil es Probleme mit menschlichen Eizellen, die aus der Mutter, Alter und Umwelt-Faktoren.)

Das reproduktive Klonen

Das reproduktive Klonen umfasst die implantation des geklonten embryo in eine echte oder eine künstliche Gebärmutter. Der embryo entwickelt sich zu einem Fötus, der dann auf Sicht durchgeführt. Das reproduktive Klonen Experimente wurden für mehr als 40 Jahren durch den Prozess der embryo-splitting, bei dem ein einzelnes frühes Stadium der zwei-Zell-embryo ist manuell aufgeteilt in zwei einzelne Zellen und dann wächst da zwei identische Embryonen. Das reproduktive Klonen Techniken unterzog sich erhebliche Veränderungen in den 1990er-Jahren nach der Geburt von Dolly, die erzeugt wurde durch den Prozess des SCNT. Dieser Prozess beinhaltet die Entfernung der gesamten Kern aus einer somatischen (Körper -) Zelle eines Organismus, gefolgt von der insertion des Zellkerns in eine Eizelle, die hat Ihren eigenen Kern entfernt (Enukleation). Sobald der somatische Kern befindet sich im inneren der ei, das ei stimuliert mit einem milden elektrischen Strom und beginnt die Aufteilung. So, einen geklonten embryo, der im wesentlichen ein embryo von einem identischen Zwilling des ursprünglichen Organismus, erstellt. Die SCNT-Prozess hat sich erheblich Raffinesse seit den 1990er Jahren, und Verfahren entwickelt worden, um zu verhindern, dass Schäden an Eiern während der nuklearen Extraktion und somatic cell nuclear einsetzen. Zum Beispiel, die Verwendung von polarisiertem Licht zu visualisieren Eizelle der Zellkern erleichtert die Entnahme des Zellkerns aus der Eizelle, was zu einer gesunden, lebensfähigen ei und erhöht dadurch die Erfolgsrate des SCNT.

Das reproduktive Klonen mit Hilfe der SCNT wird als sehr schädlich, da die Föten von Embryonen geklont durch SCNT selten überleben der Schwangerschaft und in der Regel sind geboren mit Missbildungen. Wilmut ist Wissenschaftler-team benötigt 277 versucht, Dolly. Ebenso versucht zu produzieren Makaken Affen-Klon im Jahr 2007 beteiligt 100 geklonte embryos implantiert, die 50 weiblichen Makaken, von denen keines gab Anlass zu einer lebensfähigen Schwangerschaft. Im Januar 2008 führten Wissenschaftler Stemagen, eine Stammzell-Forschung und Entwicklung-Unternehmen in Kalifornien, angekündigt, dass Sie hatte fünf geklonten menschlichen Embryonen mittels SCNT, und dass die Embryonen reiften zu dem Stadium, in dem man hätte Sie in eine Gebärmutter implantiert wird. Die Wissenschaftler jedoch zerstört, die Embryonen nach fünf Tagen, im Interesse der Durchführung molekularer Analysen auf Sie.

Das therapeutische Klonen

Das therapeutische Klonen soll mit geklonten Embryonen zum Zweck der Gewinnung von Stammzellen aus Ihnen, ohne jemals die Implantation der Embryonen im Mutterleib. Therapeutisches Klonen ermöglicht die Kultivierung von Stammzellen, die genetisch identisch zu einem Patienten. Die Stammzellen könnten angeregt werden, differenzieren sich in jede der mehr als 200 Zelltypen im menschlichen Körper. Die differenzierten Zellen dann könnte die Transplantation in den Patienten zu ersetzen erkrankte oder beschädigte Zellen ohne die Gefahr einer Abstoßung durch das Immunsystem. Diese Zellen könnten verwendet werden, um zu behandeln eine Vielzahl von Bedingungen, einschließlich Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, diabetes mellitus, Schlaganfall und Verletzungen des Rückenmarks. Darüber hinaus Stammzellen verwendet werden könnten, die für in-vitro – (Labor -) Studien von normalen und abnormalen embryo-Entwicklung oder zum testen von Medikamenten zu sehen, ob Sie giftig sind oder Geburtsfehler.

Obwohl Stammzellen abgeleitet worden aus den geklonten Embryonen von Tieren, wie Mäuse, die Erzeugung von Stammzellen aus geklonten Primaten-Embryonen hat sich als außerordentlich schwierig. Zum Beispiel, im Jahr 2007 Stammzellen erfolgreich abgeleitet aus geklonten Makaken Embryonen waren in der Lage, die Differenzierung zu Reifen Zellen des Herzens und des Gehirns, die Neuronen. Aber das experiment begann mit 304 ei-Zellen und resultierte in der Entwicklung von nur zwei Linien von Stammzellen, einer von denen hatte eine abnorme Y-Chromosom. Ebenso ist die Gewinnung von Stammzellen aus menschlichen Embryonen hat, wurde doch mit der Herausforderung der Erhaltung embryo viability. Im Jahr 2001 Wissenschaftler bei Advanced Cell Technology, ein research-Unternehmen in Massachusetts, erfolgreich übertragenen DNA aus menschlichen cumulus-Zellen, das sind Zellen, die sich festhalten und nähren den menschlichen Eiern, in acht entkernten Eier. Von diesen acht Eier, drei entwickelte sich in early-stage-Embryonen (mit vier bis sechs Zellen), aber die Embryonen überlebten nur lange genug, um zu teilen, einmal oder zweimal. Im Jahr 2004 Südkoreanische Forscher Hwang Woo Suk behauptet, er habe geklonte menschliche Embryonen mit Hilfe der SCNT und extrahiert Stammzellen aus Embryonen. Jedoch, dies später erwies sich als ein Betrug zu sein; Hwang hatte, fabrizierte Beweise und hatte sich eigentlich vorgenommen, den Prozess der parthenogenese, in dem eine unbefruchtete Eizelle beginnt sich zu teilen mit nur einem halben Genom. Im folgenden Jahr ein team von Forschern von der Universität von Newcastle upon Tyne in der Lage war, zu wachsen, einen menschlichen embryo geklont zu den 100-Zellen Blastozysten-Stadium mit DNA aus embryonalen Stammzellen, obwohl Sie nicht erzeugen eine Zeile von Stammzellen aus der Blastozyste. Wissenschaftler haben sich seitdem erfolgreich abgeleiteten embryonalen Stammzellen aus menschlichen SCNT-Embryonen.

Fortschritte in der Forschung auf den therapeutischen Klonens beim Menschen wurde langsam, relativ zu den Fortschritten in der reproduktiven Klonen von Tieren. Dies ist in Erster Linie, weil die technischen Herausforderungen und ethische Kontroverse, die sich aus der Beschaffung von menschlichen Eizellen, die ausschließlich für wissenschaftliche Zwecke. Darüber hinaus die Entwicklung der induzierten pluripotenten Stammzellen, die sich aus somatischen Zellen, wurden zu einem embryonalen Zustand reprogrammiert durch die Einführung von spezifischen genetischen Faktoren in den Zellkernen, forderte den Einsatz von klontechniken und von menschlichen Eizellen.

Ethische Kontroverse

Des reproduktiven Klonens von Menschen bleibt allgemein verurteilt, in Erster Linie für die psychologische, soziale und physiologische Risiken im Zusammenhang mit dem Klonen. Eine geklonte embryo soll für die implantation in eine Gebärmutter erfordert eine Gründliche molekulare Tests, um vollständig zu bestimmen, ob ein embryo gesund ist und ob der Klon-Vorgang abgeschlossen ist. Zusätzlich, wie gezeigt, von 100 gescheiterten versuchen zum erzeugen eines geklonten Makaken im Jahr 2007, eine lebensfähige Schwangerschaft ist nicht gewährleistet. Weil die Risiken im Zusammenhang mit der reproduktiven Klonen von Menschen einführen, die eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit des Verlustes des Lebens, der Prozess wird als unethisch. Es gibt andere philosophische Fragen, die auch aufgeworfen worden hinsichtlich der Art der Fortpflanzung und der menschlichen Identität, die mit dem reproduktiven Klonen könnte verletzen. Bedenken über Eugenik, der einst populäre Vorstellung, dass die menschliche Spezies könnte verbessert werden, durch die Auswahl von Individuen, die gewünschten Eigenschaften besitzen, haben auch aufgetaucht, da das Klonen verwendet werden könnte, um die Rasse „bessere“ Menschen sind, damit gegen die Grundsätze von Menschenwürde, Freiheit und Gleichheit.

Es existiert auch die Kontroverse über die Ethik von Therapie und Forschung Klonen. Einige Einzelpersonen und Gruppen, die einen Einwand gegen das therapeutische Klonen, da es gilt, die Herstellung und Zerstörung von menschlichem Leben, obwohl das Leben hat sich nicht entwickelt, vorbei an der embryonalen Phase. Diejenigen, die gegen das therapeutische Klonen glaube, dass die Technik unterstützt und fördert die Akzeptanz der Idee, dass menschliches Leben erzeugt und verbraucht für jeden Zweck. Jedoch, diejenigen, die unterstützen das therapeutische Klonen glaube, es ist ein moralisches Gebot, kranke zu heilen und zu versuchen, größere wissenschaftliche Kenntnisse. Viele dieser Unterstützer glauben, dass therapeutische und Forschungs-Klonen sollte nicht nur erlaubt, sondern auch öffentlich gefördert wird, ähnlich zu anderen Arten von Krankheiten und Therapeutika Forschung. Die meisten Befürworter argumentieren, dass der embryo fordert die Besondere moralische überlegung, erfordern die Regulierung und Aufsicht durch die Geldgeber. Darüber hinaus ist es wichtig, viele Philosophen und Politiker, Frauen und Paare, die nicht ausgenutzt werden, zum Zweck der Gewinnung von Embryonen oder Eier.

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