Kloonimine (5)

SISUKORD

1. KLOONIMINE 3
1.2. Kloonimise etapid 3
1.3. Loomade kloonimisega kaasnevad raskused 4
2. KLOONIMISE VERSTAPOSTID 6
2.1. Kloonlammas Dolly 7
KASUTATUD ALLIKAD 11
KOKKUVÕTE 9
SISSEJUHATUS 2
SISUKORD 1

SISSEJUHATUS

Alates möödunud sajandi viimastel kümnenditel on päevakorda kerkinud probleemid põllumajanduskultuuride sordipuhtusest ja omadustest vastu pidada ilmastikutingimustele. Eesmärk on saada taimedelt võimalikult maksimaalne saak minimaalsete tingimuste juures. Kuna sordiaretus paljalt üksi ei suuda seda kvaliteeti hoida, hakati geenitehnoloogia abil kultuurtaimi kloonima , et nad säilitaksid oma eellaste omadused.
Kloonimist hakati kasutama ka loomade peal, kuid väga edukaid tulemusi ei ole tänapäevani saavutatud. Põhjuseks on taimsete ja loomsete rakkude diferentseerumise eripärasus. Loomorganismis puuduvad rakud , mis rakud võivad regenereerida tervikliku organismi.
Käesolev referaat annab ülevaate kloonimise olemusest ning kirjeldab selle protsessi etappe . Samuti kajastab erinevaid nüansse kloonimise iseärasustest ning probleemidest. Välja on toodud ka kronoloogia tähtsamatest saavutusest selles valdkonnas ning lühiülevaade esimesest kloonitud imetajast.
Referaadi eesmärk on teavitada lugejat kloonimise olemusest, selle kasutamisest ja tagajärgedest inimkonnale. Isikliku varasema kokkupuute puudumise tõttu, tundus antud teema valik suhteliselt aktuaalne.

1. KLOONIMINE

(1) Kloon on ühe raku või hulkrakse organismi mittesugulisel paljunemisel arenev geneetiliselt identne järglaskond. Kui järglased on saadud sugulise sigimise teel, ei ole tegemist kloonimisega.
Enne raku jagunemist toimub kõigi rakus olevate DNA molekulide ehk kromosoomide kahekordistamine ehk replitseerimine. Raku jagunemise käigus jaotatakse kromosoomid tütarrakkude vahel võrdselt.
Kromosoomide kahekordistamine ja nende jagamine tütarrakkude vahel toimub ülima täpsusega, mistõttu tütarrakud on geneetiliselt identsed. Kui võtame ühelt organismilt, näiteks taimelt, mingi kehaosa ja kasvatame sellest uue taime, siis saadu on geneetiliselt identne lähtetaimega, millelt võeti paljundusmaterjal. Taimest eraldatud rakud jagunesid, kasvas palju uusi identse genoomiga rakke, mis regenereerisid tervikliku taime.
Seda nimetatakse vegetatiivseks paljundamiseks. See on eriti levinud taimede puhul. Kõik taimede vegetatiivse paljundamise võtted (silmastamine, oksastamine, pistokstest kasvatamine , tütartaimede võtmine jne.) on põhimõtteliselt erinevad kloonimise meetodid. Põhjus, miks taimi sugulisel teel ei paljundata, on see, et nad kaotaksid oma sordiomadused (5).

1.2. Kloonimise etapid

(4) Identse genoomiga organismi loomine (reproduktiivne kloonimine)

• Võetakse tüvirakk, mis on võimeline määramatult paljunema.
  
• Rakust eemaldatakse geneetilist informatsiooni sisaldav rakutuum .
  
• Munarakust eemaldatakse rakutuum ja asemele siirdatakse tüviraku tuum.
  
• Soodustatakse munarakujagunemist ja kasvamist.
  
• Saadud embrüo siirdatakse emaslooma emakasse.
  
• Arenev organism sünnib tüviraku andja identse koopiana.
  

Tüvirakkudest samasuguse DNA- nukleotiidjärjestusega rakkude saamine ( ravikloonimine ).

• Tüvirakke saadakse mõne päeva vanusest embrüost.
  
• Eraldatakse tüvirakud ja kultiveeritakse (kasvatatakse ja paljundatakse) laboratooriumis.
  
• Ravimiseks siirdatakse tüvirakke otse haigesse koesse, kus nad muunduvad vastava koe rakkudeks ning asendavad kahjustatud rakke.
  

Alternatiivis võib tüvirakkudest vajalikud rakud kasvada ka laboris enne nende organismi siirdamist. Kuna tüvirakud võivad areneda peaaegu igat tüüpi koe rakkudeks, saab neid edukalt kasutada võitluses haigustega. Näiteks kõhunäärme ( pankrease ) rakkudeks muudetud tüvirakud võivad taastada suhkruhaigete pankrease funktsioonid, närvirakkudeks muundatud tüvirakud asendada Alzheimeri ja Parkinsoni tõve kahjustatud kudesid (4).

1.3. Loomade kloonimisega kaasnevad raskused

(1) Põhjust tuleb otsida taimsete ja loomsete rakkude diferentseerumise eripärast. Täiskasvanud loomorganismis puuduvad totipotentsed rakud (rakud, mis rakud võivad regenereerida tervikliku organismi). Taimekudedes on aga rakke, mis on põhimõtteliselt totipotentsed.
Taime kudesid vigastadades kasvab vigastuskohale vähediferentseerunud rakkude mass - haavakude e. kallus. Selliseid rakke kunstlikul söötmel kasvatades ja teatud taimehormoone kasutades saab indutseerida morfogeneesi (esile kutsuda kehaosade kujunemist) - vähediferentseerunud haavakoest kasvavad võsud ning juured.
Niimoodi katseklaasis saadud uue taime võib peagi mulda istutada. Sellel meetodil põhineb meristeempaljundus. Taimerakkude võime moodustada puuduvaid kudesid lubab mõningaid taimeliike paljundada näiteks pistokste teel: taime küljest lõigatud oksake kasvatab alla juured ning saadakse uus taim.
Sel viisil pole võimalik paljundada ühtki kõrgemat loomorganismi . Me võime küll võtta kudedest rakke ning kasvatada neid mõnda aega kunstlikul söötmel, kuid need rakud jäävad sellisteks või ligilähedaselt sellisteks, nagu nad olid koes. Neist pole mingil juhul võimalik indutseerida embrüo teket, mida saaks viia emaslooma emakasse ning saada sel moel kloon.
Üks võimalus on kasutada viljastatud munaraku totipotentseid omadusi. Viljastatud munaraku tuum asendatakse tuumaga , mis on võetud looma keharakust, keda tahetakse kloonida .
Teine võimalus kõrgemate loomade kloonimiseks on embrüo jagamine. See peab aga toimuma väga varajases embrüonaalarengu järgus (moorula staadiumis , kui loode koosneb 8 -16 rakust).

2. KLOONIMISE VERSTAPOSTID

1938 – Saksamaa Freibergi Ülikooli teadlane Hans Spermann visandab kloonimistehnoloogia, soovitades asendada munaraku tuuma keharakutuumaga.
1952 – Pennsylvania teadlased kloonivad konna.
1984 – Hiina teadlased kloonivad karpkala , kasutades neerurakke.
1996 – Šotimaa Roslini instituudi teadlased kloonivad embrüorakkudest kaks lammast – Megani ja Morgani .
1997 – Roslini teadlased teatavad lammas Dolly sünnist, kes on esimene täiskasvanud keharakust kloonitud imetaja .
1998 – Hawaii Ülikooli teadlased kloonivad kolm järjestikust põlvkonda hiiri.
1998 – Jaapanis kloonitakse tapamaja jääkidest kaheksa uut vasikat, pannes aluse lootusele, et loomi saab kloonida toiduks.
1998 – Uus- Meremaal kloonitakse ühe lehmaliigi viimane elus olev esindaja. Kloonimist hakatakse pidama ohustatud liikide päästerõngaks.
2000 – Šoti firma PPL Therapeu-tics kloonib viis geneetiliselt modifitseeritud siga.
2002 – Texases kloonitakse esimene kass . Üllatuslikult ei ole kloonkass sama värvi nagu tema originaal , andes tunnistust mittegeneetiliste mehhanismide rollist loote arengus.
2003 – Itaalias kloonitakse esimene hobune.
2003 – Prantsuse ja Hiina teadlastel õnnestub laboriroti kloonimine. Rotti kloonida on keeruline, sest tema munarakk kipub jagunema juba enne uue tuuma siirdamist.
2005 – Lõuna-Korea teadlane Woo Suk Hwang teatab esimese koera kloonimisest (2).

2.1. Kloonlammas Dolly

(3) Dolly sündis 5.juulil 1996. aastal, kuid kloonlooma sünnist teatati avalikkusele alles ligi aasta hiljem. Maailma esimene kloonitud imetaja, lammas Dolly, suri 2003. aastal kopsuhaigusse. Ta põdes süvenevat kopsuhaigust, mis loomaarstide kinnitusel oli ravimatu . Veterinaaride soovitusel otsustas Dollyga tegelev teadlasterühm looma mürgisüstiga tappa.
Lambad elavad keskmiselt 11-12 aastaseks ning rasked kopsuhaigused on vanemail loomadel, eriti ruumispeetavail, tavalised . Kõik Dolly surmaga seotud asjaolud tuvastati lahkamisel.
Dolly sai nime kuulsa kantrilaulja Dolly Partoni järgi. Dolly kloonimist peetakse senini 1990. aastate üheks olulisimaks teadussündmuseks. Elu jooksul jõudis Finn Dorseti tõugu Dolly olla kaks korda vahekorras Welshi mägilamba tõugu kuuluva jäära Davidiga ning tuua ilmale neli talle.
Esimene tall , Bonnie, sündis 1998. aasta aprillis ja ülejäänud kolm 1999. aastal. Dolly oli hea tervise juures 2003. aasta jaanuarini, mil tal diagnoositi liigesepõletik. Peagi järgnes sellele ravimatu kopsuhaigus. Dollyga juhtunu tugevdab kloonloomade enneaegset vananemist uskuvate teadlaste seisukohti.
Ka Dolly klooninud geneetikud ise tunnistavad, et looma surmahaigus tuli neile halva üllatusena. Teadlasterühma juhtinud professor Ian Wilmuti sõnul näitas Dollyt tabanud liigesepõletik, et kasutatud kloonimistehnika oli “ebatõhus” ja vajab parandamist.
Dr. Patrick Dixoni, kes kirjutab inimkloonimise eetikast, sõnul näitab Dolly surm, kui palju on kloonimisega seotud veel vastamata küsimusi ja kui vastustustundetud on viitedki peatsele, või juba ehk toimunudki, inimkloonimisele.
Wilmuti rühm tunnistab ausalt , et kloonimise tulemused ei ole enamasti kuigi head, ning kloonimisprotsessi tulemused on senini tavaliselt olnud üsna “frankensteinlikud”. Nii suur edu, kui Dolly puhul, saadab kloonijaid harva.
Praeguseks on kloonitud veist, kitse , hiirt ja kassi ning kõik nad on noorelt surnud. Enamik koguni vahetult pärast sündi. Kauem elanuist enamik kannatas omakorda mitmesuguste sünnitraumade käes.
1990. aastail kloonimisega kaasnenud eufooria, mis kohati meenutas progressiusu hiilgeaegu, oli alusetu. Kloonimine ei ole suutnud lapsekingadest väljuda ning kas kunagi üldse töökindel kloonimismeetod välja mõeldakse, on enam, kui kahtlane. Neid kahtlusi jagavad seni kloonimisse positiivselt suhtunud teadlasedki.
Dolly lahkamisel selgunud tõsiasjad lisavad üha enam kahtlust inimkloonimise võimalikkusesse. Päevavalgele tuleb üha uusi nüansse, mida ennem ei oldud suutelised tähele panema . Ka kloonimisteadlased ise hakkavad asjasse üha skeptilisemalt suhtuma.

KOKKUVÕTE

Geenitehnoloogias kloonimise kasutuselevõtt maailmas on lahendanud suuri probleeme põllumajanduses, ent samas on püstitanud palju poleemikat loomorganismide kloonimises. Kloonitd taimorganismid säilitavad oma sordiomadused ja vastupanvõimed keskkonnatingimustele. Sellega hoitakse ära kvaliteedi langus. Loomkloonimise puhul on aga hulgim erinevaid takistusi ja raskusi, mida teadlased üritavad ületada, kuid seni veel suurema eduta.
Selle referaadi eesmärk on anda ülevaade kloonimise olemusest, etappidest ja sellega kaasnevatest raskustest. Kirjeldada lühidalt selle ajalugu ning lähemalt vaadelda maailmas üht tuntumat kloonlooma lammas Dollyt.
Tööst võib järeldada seda, et teoreetiliselt paika pandud kloonimise põhiskeemi alusel reaalselt selle elluviimine on väga pikaajaline ning keeruline protsess just loomorganismide puhul. Aimede kloonimisel on kõige levinum viis vegetatiivne paljunemine, kus järglased säilitavad oma eellaste omadused. Loomade puhul ei suudeta veel mõista miks kloonloomad ei ole nii vastupidavad keskkonnale.
Leian, et geenitehnoloogia on väga keeruline ning kohati ulmeline teadusharu , ent kloonimine võib tulevikus osutuda ainuõigeks sammuks inimkonna päästmisel arvestades ka suurenevate kliimaprobleemidega. Samas taimkultuuride kloonimisel kasutatakse ka mutageenseid taimi, mis võivad tekitada pöördumatuid kahjustusi inimese organismile, mis on ütlasi heaks valdkonnaks edasiseks uurimiseks.

KASUTATUD ALLIKAD

Sikut, R. Rakuteooriast kloonimiseni. [01.11.2007]
http://www.loodus.ee/el/vanaweb/0004/rakud.html

Lõhmus, A. Kloonimine, see polegi imelihtne . [01.11.2007]
http://www.postimees.ee/030307/esileht/ak/247929.php

Lõpetage kloonimine. [02.11.2007] http://www.usk.ee/kloonimine/

Järvelt, H. Bioloogia lühikursus gümnaasiumile. Tallinn: Avita , 2003, lk 92-93

Eesti Nõukogude Entsüklopeedia 4. Tallinn: Valgus, 1989, lk 598
0