Klonen

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nicht geschlechtlich vermehren können. Höhere Tiere, also mehrzellige Tiere, allerdings können sich nicht selbst klonen, da die An- zahl ihrer Zellen immer zunimmt, sich die Zellen differenzieren und sie sich heterotroph er- nähren. Sie nutzen die geschlechtliche Vermehrung um sich fortzupflanzen. Amphibien besit- zen die Fähigkeit, Teile ihres Körpers wiederherzustellen, zum Beispiel ihren Schwanz, doch sie können kein neues Lebewesen erstellen. Eineiige Zwillinge sind unter dieser Definition also ein natürlicher Klon. Sie werden gebildet indem sich die befruchtete Eizelle in zwei identische Teile teilt. So entstehen zwei gleiche Le- bewesen. Die Reproduktionsmedizin und Zellbiologie definieren das Klonen als eine künstliche Herstel- lung eines Organismus oder wesentliche Teile mit den genetischen Informationen eines an- deren, bereits existierenden Organismus. Dafür braucht man eine totipotente Zelle, meist eine embryonale Zelle. Man umgeht die natürliche Befruchtung und leitet mit dieser Zelle 1 Ahlheim, Karl-Heinz; Schülerduden die Biologie; 1986, 2. Auflage S.258 die Entwicklung eines neuen Organismus ein. Wenn man also ein mehrzelliges Lebewesen erstellen möchte, das funktioniert und in allen Zellen das gleiche Erbgut trägt, muss man die- ses Lebewesen klonen. Man kann den Klon eines Lebewesens auch als zeitversetzter eineii- ger Zwilling bezeichnen. Viele Menschen verbinden fälschlicherweise das Klonen mit Gentechnik, wobei es nicht das selbe ist. Die Gentechnik möchte Lebewesen oder Organismen verändern, indem sie ihre DNA umschreibt, um zum Beispiel eine Krankheit zu heilen, während das Klonen die ,,Kopie" eines Organismus bedeutet. Die beiden Techniken kommen erst zusammen, wenn man ein enetis verändertes Lebewesen künstlich vermehren möchte.² Anfänge 3 2 Erste Untersuchungen und Anwendungen Das Klonen wird nicht nur in der Wissenschaft genutzt. Verschiedene Kulturpflanzen werden schon länger mithilfe der ungeschlechtlichen Vermehrung gezüchtet, um eine bestimmte Ei- genschaft nicht zu verlieren Dazu wird meist nur eine Mutterpflanze genommen, die zu die- sem bestimmten Zweck herangezüchtet wurde. Diese wird vielfach geklont. Ein Beispiel dafür ist der Weinanbau. Um jedem Wein den gleichen Geschmack zu verleihen, muss jede Wein- traube gleich schmecken. Durch das Klonen wird das erreicht. Die ersten erfolgreichen Versuche des Klonens an Lebewesen gelangen Hans Spemann, An- fang des 20. Jahrhunderts. Er teilte mithilfe eines Menschenhaars den Embryo eines Salaman- ders und erhielt zwei identische Salamander. 2 https://www.biologie-seite.de/Biologie/klonen In den 60er Jahren machte eine Forschergruppe von John Gurdon Versuche mit Fröschen. Er benutzte Darm- und Hautzellen der Frösche und setzte ihre Zellkerne in eine Eizelle ein. Das Ergebnis waren Kaulquappen, also keine erwachsenen Tiere. Sie fanden heraus, dass man ein Lebewesen nicht vollständig reprogrammieren kann. Andere Wissenschaftler machten ähnli- che Versuche mit Mäusen, Schweinen, Rindern und anderen Tieren, kamen aber zu keinen neuen Erkenntnissen.³ 3 Winnacker, Ernst-Ludwig; Das Genom Möglichkeiten und Grenzen der Genforschung; 2002, 3. Auflage S.149-152 Dolly und weitere Erkenntnisse Das erste geklonte Säugetier war ein Schaf namens Dolly. Es wurde von lan Wilmut mit seiner Forschergruppe im Rosliner Institut in Schottland im Juli 1996 geklont. Die Wissenschaftler verwendeten die Zellkernübertragung, wie schon viele vor ihnen auch. Beim 277. Versuch ge- lang es ihnen endlich ein Schaf zu klonen. Das erregte Aufmerksamkeit und viele dachten, man könnte bald auch Menschen klonen, was zwar möglich wäre, jedoch noch nicht geschehen ist. Bei den vielen Versuchen bemerkte man, dass die Trächtigkeit bei künstlichen Befruchtungen 10mal häufiger abgebrochen wurde, als bei einer normalen Schwangerschaft. Außerdem ha- ben die geklonten Tiere nach der Geburt bereits das Alter der Spendertiere und starben oft früh an Altersschwäche oder an Missbildungen von Organen, oft an Niere, Herz oder Lunge, was durch das Klonen verschuldet wurde. Durch das Klonen werden die Gene weitergegeben und es entstehen Lebewesen, die genau gleich aussehen. Die Vielfalt an unterschiedlichen Lebewesen nimmt also stark ab. 2018 gelang es dann dem Wissenschaftler Qiang Sun mit sei- ner Gruppe aus China, zwei Affen zu klonen. Diese Nachricht sorgte bei vielen Menschen für Aufruhr, da Affen dem Menschen sehr ähnlich sind und sie merkten, wie weit die Wissenschaft dem Klonen von Menschen schon gekommen ist. Beim Klonen der Affen wurde die gleiche Methode verwendet wie schon bei dem Schaf Dolly. Hier sieht man das Schaf Dolly. https://gensuisse.ch/sites/default/files/styles/gen timeline detail/public/timeline- images/dolly face closeup.jpg?itok=tPbHzSw7 4 4 Winnacker, Ernst-Ludwig; Das Genom Möglichkeiten und Grenzen der Genforschung; 2002, 3. Auflage S.152-154 5 https://www.morgenpost.de/vermischtes/article213229337/Klon-Aeffchen-Wann-wird- der-erste-Mensch-geklont.html Dolly: The Cloning of a Sheep, 1996 adult Finn Dorset ewe nucleus donor donor cells removed from mammary gland donor cells (normal growth cycle) donor cells starved low-nutrient culture medium cytoplasm enucleated egg cell nucleus micropipette nucleus removed DNA donor cell (arrested growth cycle) Finn Dorset lamb ("Dolly") cell fusion unfertilized egg cell cytoplasm electrical pulses nucleus DNA egg cell - removed egg cell donor adult Scottish Blackface ewes surrogate mother fertilization S embryo implanted embryo cell division © 2015 Encyclopædia Britannica, Inc. https://cdn.britannica.com/10/70110-050-8EF59E17/Dolly-process-sheep-somatic-cell-nuclear-trans- fer.jpg Dieses Schaubild zeigt die Entstehung von Dolly 5 Heutige Entwicklungen Therapeutisches Klonen Es gibt zwei Arten des klonens. Beide Arten starten gleich. Eine Eizelle wird befruchtet und ihr Zellkern wird entnommen. Man entnimmt dem Organismus, den man klonen möchte, eine Körperzelle und entfernt auch dort den Zellkern. Dann wird dieser Zellkern in die Eizelle ein- gesetzt und mit Hilfe eines Stromstoßes oder eines chemischen Stimulis wird die Zelle zu dem natürlichen Wachsprozess gebracht. Dieser Prozess nennt sich Zellkerntransfer. Die Mitro- chondrien werden nicht aus der Eizelle entfernt, der entstehende Organismus ist also nur ein genetisch vollständig identischer Klon, wenn die Eizelle und die Körperzelle vom gleichen Spender sind, andernfalls sind die Mitrochondrien vom Spender der Eizelle und die Erbinfor- mation vom Spender der Körperzelle. Beim therapeutische Klonen wird das heranwachsende Embryo dann kurz nach der Entste- hung, nach wenigen Zellteilungen, zerstört und die Eizelle wird erneut künstlich mit chemi- schen oder biologischen Wachstumsfaktoren, Stimuli, zum weiterwachsen gebracht. Mit die- sen Stammzellen kann man nun eine bestimmte Gewebeart oder sogar ganze Organe heran- züchten, oder man setzt die Zellen gleich in den Patienten ein. 2008 ist einer US-amerikani- schen Forschergruppe erstmals das Klonen einer menschlichen Zelle gelungen. Diese Art des Klonens wird verwendet, um kranken Menschen, zum Beispiel Menschen mit einem schwa- chen Organ, dieses Organ zu ersetzen, ohne dass Abwehrreaktionen auftreten, wenn das Spenderorgan nicht zum Körper passt. Mögliche Gefahren durch diese neue Methode sind noch nicht bekannt und müssen erst noch untersucht werden. Bei dieser Methode werden nur Organe oder Gewebe geklont und keine ganzen Organismen. Reproduktives Klonen Das reproduktive Klonen beginnt, wie das therapeutische Klonen, mit dem Zellkerntransfer. Bei dieser Art des Klonens wird das Embryo allerdings nicht zerstört, sondern in frühem Sta- dium in eine Gebärmutter eingesetzt. Wie bei einer normalen Schwangerschaft wird nun das Embryo zur Welt gebracht. Mit dieser Methode werden ganze Organismen oder Lebewesen geklont, anders als beim therapeutischen Klonen. Auf diese Art des Klonens wurde das bereits erwähnte Schaf Dolly erschaffen. Hierzu wurde eine Euterzelle als Körperzelle verwendet und das heranwachsende Embryo wurde in eine Leihmutter eingesetzt. Wissenschaftler klonten erfolgreich weitere Tiere wie zum Beispiel Hausmäuse, -rinder, -ziegen und weitere Tiere. Diese Variante ist sehr aufwendig und hat eine niedrige Erfolgsrate. Durchschnittlich ist nur jeder 100. Versuch erfolgreich und davon sind wiederrum nur 50% der geklonten Lebewesen lebensfähig. 'Die hohe Fehlerquote wird mit epigenetischen Phänomenen erklärt, also die chemische Struktur der DNA Basen wird verändert. 6 Verwendet wird diese Art des Klonens, um wie bei dem Weinanbau ein bestimmtes Merkmal von einem Lebewesen zu bewahren und es in die Nachkommen weiter zu geben, ohne dass sich ein anderes Gen dazu mischt. Man verwendet es zum Beispiel bei Zuchtpferden um einen möglichst großen sportlichen Erfolg zu erzielen, oder um Drogenspürhunde zu züchten die erfolgreich sind, wie es 2008 in Südkorea gemacht wurde. 6 https://www.biologie-seite.de/Biologie/klonen 7 8 https://e-hausaufgaben.de/Hausaufgaben/D5138-Hausaufgabe-Biologie-Das-Klonen.php Luger, Oskar; Tröstl, Astrid; Uferer, Katrin; Gentechnik geht uns alle an! Ein Überblick über Praxis und Theorie; 2017, 2. Auflage S. 24f Körperzelle mit erwünschten Eigenschaften Kern wird mit erntkernter Eizelle verschmoten Eizelle Kern wird entfernt REPRODUKTIVES KLO NEN "THERAPEUTISCHES KLONEN Co Klon Leihmutter Gewe bezucht https://www.meine-molekuele.de/cms-78FK/wp-content/uploads/abb61 klonen.png Hier wurden nochmal beide Arten des Klonens veranschaulicht. 7 Rechtliche Lage Die weltweite Politik ist sich wegen des Klonens an Menschen noch sehr uneinig. Zwar ist die Mehrheit gegen das reproduktive Klonen an Menschen, doch nur wenige Länder haben auch ein Gesetzt was das angeht. Auch gibt es Diskussionen über das therapeutische Klonen, da man damit ja Menschen helfen kann. Der Streit darüber beschäftigt sogar die UNO. Man konnte sich nicht auf ein Verbot einigen, da einige Staaten dieses Verbot auch mit dem thera- peutischen Klonen verbinden wollten. Belgien wollte, dass jeder Staat selbst regeln dürfe, was verboten ist und was nicht, fand aber keine Zustimmung. Am 8. März 2005 gab es dann eine unverbindliche Deklaration, die dafür sorgen soll, dass sich der Streit vorerst legt. In Deutsch- land sind beide Arten des Klonens verboten und strafbar. Das reproduktive Klonen mit emb- ryonalen Stammzellen durch §6, der verbietet, dass ein menschlicher Embryo künstlich die gleiche Erbinformation eines anderen Menschen, Embryos, Fötus oder Verstorbenen in sich hat. Aber auch dieses Gesetzt lässt Diskussionen aufkommen, da nicht genau geregelt ist was man unter gleicher Erbinformation versteht. Meint man damit identisch, ist das Klonen mit Zellkerntransfer nicht verboten, da die Erbinformation dann nicht zwingend völlig identisch 8 ist. Außerdem können auch pluripotente Stammzellen, die kurz nach der Befruchtung ent- nommen wurden und nicht fähig sind einen ganzen Menschen zu bilden, verwendet werden, was nicht verboten ist. Das therapeutische Klonen ist aufgrund des §1 Absatz 2 und §2 Absatz 1 Embryonenschutzgesetzt verboten und strafbar, da die embryonale Stammzelle, die ent- nommen wird, nicht verwendet wir um den Embryo zu erhalten. Ob das Klonen für immer unzulässig ist, ist noch nicht sicher. Das Gesetz könnte geändert werden allerdings nur, wenn das therapeutische Klonen nicht die Menschenrechte des Embryos verletzt. Das ist auch noch umstritten, da manche der Meinung sind, bei der künstlichen Befruchtung entsteht menschli- ches Leben und müsste somit auch als solches behandelt werden. llerdings braucht es einen Impuls, Nidation, um eine Verbindung zwischen der Mutter und dem Embryo herzustellen. Gibt es diesen Impuls nicht, kann kein Mensch entstehen. Eine richtige Regelung in allen Län- dern muss noch beschlossen werden.⁹ 9 Vor- und Nachteile Das Klonen hat einige Vor-, aber auch einige Nachteile. Einen sehr großen Vorteil gibt es für die Landwirtschaft. Landwirte sind in der Lage bestimmte Obst- und Gemüsesorten herzustel- len, ohne Gefahr zu laufen, ein paar schlechte Sorten dabei zu haben. Sie können eine Mut- terpflanze mit hoher Qualität einfach vermehren und somit garantieren, dass alle Früchte den selben Geschmack haben. Vor allem im bereits erwähnten Weinanbau ist das eine gute Tech- nik. Dasselbe gilt auch für die Tierzucht. Mäuse, die alle identisch sind, sind auch in der medi- zinischen Forschung von Vorteil. Man kann Arzneimittel testen, um die Wirkungen oder Ne- benwirkungen zu ermitteln, ohne mehrere Arten von Mäusen zu testen, da manche Reaktio- nen auch von der Art der Maus abhängen kann. Hat man immer identische Mäuse, kann man dies ausschließen. Es erhöht die Aussagekraft der Versuche und verringert die Anzahl der zu testenden Tiere. Außerdem ist es besser ein Organ oder ein Gewebe für einen kranken Men- schen mit seiner Erbinformation zu züchten, da dort eine Abwehrreaktion unwahrscheinlich ist. Andererseits ist das Klonen nicht immer zuverlässig. Das Genom eines geklonten Organismus ist nicht so stabil wie das Original. Bei Körperzellen, die sich oft teilen, kann es zu Verlusten der Enden der Chromosomen kommen. Die Stabilität 9 https://www.biologie-seite.de/Biologie/klonen nimmt also noch mehr ab und einige Erbinformationen gehen sogar ganz verloren. Ein weite- rer Nachteil ist, dass das geklonte Lebewesen oder der Organismus mit dem Alter des zu klo- nenden Lebewesen oder Organismus zur Welt kommt. Wird zum Beispiel ein Hund im Alter von 11 Jahren geklont, wird der geklonte Hund mit den Zellen eines 11jährigen geboren und ist somit nicht fähig, lange zu leben. Hinzu kommen noch sehr häufige Schäden oder Missbil- dungen an Organen, meist Herz, Lunge und Nieren. Das Klonen ist also noch nicht der beste Weg, einen Organismus neu herzustellen. 10 Entwicklungen in der Zukunft Was noch alles in der Zukunft möglich ist, kann man nicht genau sagen. Es hängt davon ab, was alles erlaubt wird und ob Wissenschaftler in der Lage sind, die Technik des Klonens so zu verbessern, dass die geklonten Organismen länger leben können, als sie es aktuell tun. Es gibt allerdings schon einige Wissenschaftler, die ein Projekt planen. Eins dieser Projekte ist das Wiederbeleben von ausgestorbenen Tierarten, wie zum Beispiel Mammuts. Im Eis wurden gut erhaltene Mammuts gefunden, die sogar noch ihre Haare besaßen. Aus den Haaren wurde die DNA entnommen. Sie war allerdings schon sehr zerstückelt. 2018 gelang es den Wissenschaft- lern, die DNA fast komplett wieder zu entschlüsseln. Gelingt es ihnen dir ganze DNA nachzu- bauen, könnten sie vielleicht im Stande sein, ein Mammut zu klonen. Eine Schwierigkeit ist allerdings die Größe der Tiere. Bei Bakterien ist eine künstliche zwar recht einfach, aber ein Mammut ist ca. 8000mal größer. Sollte es ihnen gelingen, die DNA aufzubauen, kön- nen sie diese in den Zellkern eines Elefanten einpflanzen und diesen künstlich befruchten. Ein weiterer Schritt, der vielleicht bald geschehen könnte, ist das Klonen von Menschen. Die Sekte der Raelianer plant dies zu verwirklichen. Sie behaupteten zwar, dass es ihnen bereits gelun- gen sei, einen Menschen zu klonen, es gab aber keine Beweise dafür. Sie versuchen aber dies zu tun. Ob und wann es ihnen gelingt, ist jedoch nicht sicher.¹¹ 10 Winnacker, Ernst-Ludwig; Das Genom Möglichkeiten und Grenzen der Genforschung; 2002, 3. Auflage S. 154-160 9 ¹¹https://www.planet-wissen.de/natur/forschung/gentechnik/pwieschoeneneueklon- welt100.html 10 Fazit Was vor gerade mal 18 Jahren in dem, in der Einleitung erwähnten, Star Wars-Film noch als Fantasie galt und nach sehr weit entfernter Zukunft aussah, ist jetzt fast schon Realität. Zwar ist es noch keinem gelungen, wie in dem Film eine ganze Armee zu klonen, es scheint aber nicht mehr so weit weg zu sein, wie damals. In den letzten Jahren gab es einen sehr großen Fortschritt was das angeht. Zwar gibt es einige Vorteile des Klonens, doch man sollte sich Ge- danken machen, wie weit man noch gehen möchte. Sollte es den Wissenschaftlern gelingen, Menschen zu klonen, muss man darüber nachdenken, ob man das wirklich möchte. Wie man in dem Film sieht, kann man durch Klonen von Menschen eine sehr große Macht erlangen. Ich finde, niemand sollte diese Macht besitzen. Das Klonen von Organen ist eine gute Methode, Menschen zu helfen, aber meiner Meinung nach sollte man nicht viel weiter darüber hinaus schreiten. Es ist auch sehr erschreckend, wie weit die Forschung schon vorgedrungen ist und was alles möglich ist. Sollte es irgendwann gelingen Menschen oder auch andere Lebewesen so zu klo- nen, dass sie im Stande sind, lange zu leben, würde ich mir Sorgen machen, welche Folgen das haben könnte und ob die Natur dann überhaupt noch respektiert wird, wenn man alles wieder neu herstellen kann wenn, es kaputt oder tot ist. Literaturverzeichnis Textquellen ● ● Internetquellen ● ● ● Ahlheim, Karl-Heinz; Schülerduden die Biologie; 1986, 2. Auflage Luger, Oskar; Tröstl, Astrid; Uferer, Katrin; Gentechnik geht uns alle an! Ein Überblick über Praxis und Theorie; 2017, 2. Auflage Winnacker, Ernst-Ludwig; Das Genom Möglichkeiten und Grenzen der Genforschung; 2002, 3. Auflage ● https://www.planet-wissen.de/natur/forschung/gentechnik/pwieschoeneneueklon- welt100.html https://www.biologie-seite.de/Biologie/klonen https://e-hausaufgaben.de/Hausaufgaben/D5138-Hausaufgabe-Biologie-Das-Klo- nen.php https://www.morgenpost.de/vermischtes/article213229337/Klon-Aeffchen-Wann- Bildquellen wird-der-erste-Mensch-geklont.html 11 https://gensuisse.ch/sites/default/files/styles/gen_timeline_detail/public/timeline- images/dolly face closeup. jpg?itok=tPbHzSw7 https://cdn.britannica.com/10/70110-050-8EF59E17/Dolly-process-sheep-somatic- cell-nuclear-transfer.jpg https://www.meine-molekuele.de/cms-78FK/wp-content/uploads/abb61 klo- nen.png Selbstständigkeitserklärung Hiermit bestätige ich, dass ich die Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe erstellt habe. Alle Stellen, die ich anderen Quellen entnommen habe oder inhaltlich wiedergebe, habe ich durch Zitate oder Fußnoten kenntlich gemacht. Alle Quellen sind im Literaturverzeichnis ge- nannt. Mir ist bewusst, dass bei einem Verstoß gegen diese Erklärung eine GFS mit ungenü- gend/ Note6 bewertet werden kann. Ort, Datum 12 Unterschrift