Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.11: Reproductief klonen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Reproductive Cloning
 
TRANSCRIPT

15.11: Reproductive Cloning

15.11: Reproductief klonen

Reproductive cloning is the process of producing a genetically identical copy—a clone—of an entire organism. While clones can be produced by splitting an early embryo—similar to what happens naturally with identical twins—cloning of adult animals is usually done by a process called somatic cell nuclear transfer (SCNT).

Somatic Cell Nuclear Transfer

In SCNT, an egg cell is taken from an animal and its nucleus is removed, creating an enucleated egg. Then a somatic cell—any cell that is not a sex cell—is taken from the animal to be cloned. The nucleus of the somatic cell is then transferred into the enucleated egg—either by direct injection or by fusion of the somatic cell to the egg using an electrical current.

The egg now contains the nucleus, with the chromosomal DNA, of the animal to be cloned. It is stimulated to divide, forming an embryo, which is then implanted into the uterus of a surrogate mother. If all goes well, it develops normally and the clone is born.

Although this process has been used to successfully clone many different types of animals—including sheep, cows, mules, rabbits, and dogs—its success rate is low, with only a small percentage of embryos surviving to birth. Cloned animals that survive to birth also appear to age and die prematurely. This is because their DNA comes from adult cells that have undergone telomere shortening—loss of a small portion of the protective ends of chromosomes with each cell division—as part of the normal aging process.

While the chromosomal DNA of the clone is the same as that of the nucleus donor, it may have different mitochondrial DNA, since the mitochondria come from the cytoplasm of the egg cell, which is usually from a different animal. Also, phenotypic differences can occur between the clone and the original animal, due to environmental and epigenetic factors. For example, the first cloned cat, Cc, looked very different from the original cat, because the coat pattern is due to random X-chromosome inactivation in different cells.

Despite the technical challenges, reproductive cloning has many potential uses including the production of genetically identical research animals, livestock with desired traits, and offspring of endangered species. It even has potential applications in human infertility and disease, although cloning of humans has not yet been done, and would raise ethical concerns.

Reproductief klonen is het proces waarbij een genetisch identieke kopie - een kloon - van een heel organisme wordt geproduceerd. Hoewel klonen kunnen worden geproduceerd door een vroeg embryo te splitsen - vergelijkbaar met wat van nature gebeurt bij identieke tweelingen - wordt het klonen van volwassen dieren meestal gedaan door middel van een proces dat somatische celkernoverdracht (SCNT) wordt genoemd.

Somatische celkernoverdracht

Bij SCNT wordt een eicel uit een dier gehaald en de kern ervan verwijderd, waardoor een ontkernd ei ontstaat. Vervolgens wordt een somatische cel - elke cel die geen geslachtscel is - uit het dier gehaald om te worden gekloond. De kern van de somatische cel wordt vervolgens overgebracht naar het ontkernde ei - ofwel door directe injectie ofwel door fusie van de somatische cel aan het ei met behulp van een elektrische stroom.

Het ei bevat nu de kern, met het chromosomale DNA, van het te klonen dier. Het wordt gestimuleerd om zich te delen en een embryo te vormen, dat vervolgens in de baarmoeder van een draagmoeder wordt geïmplanteerd. Als alles goed gaatNou, het ontwikkelt zich normaal en de kloon wordt geboren.

Hoewel dit proces is gebruikt om met succes veel verschillende soorten dieren te klonen - waaronder schapen, koeien, muilezels, konijnen en honden - is het slagingspercentage laag, met slechts een klein percentage embryo's dat overleeft tot aan de geboorte. Gekloonde dieren die tot de geboorte overleven, lijken ook ouder te worden en voortijdig te sterven. Dit komt omdat hun DNA afkomstig is van volwassen cellen die telomeerverkorting hebben ondergaan - verlies van een klein deel van de beschermende uiteinden van chromosomen bij elke celdeling - als onderdeel van het normale verouderingsproces.

Hoewel het chromosomale DNA van de kloon hetzelfde is als dat van de kerndonor, kan het een ander mitochondriaal DNA hebben, aangezien de mitochondriën afkomstig zijn uit het cytoplasma van de eicel, dat meestal van een ander dier is. Ook kunnen er fenotypische verschillen optreden tussen de kloon en het oorspronkelijke dier als gevolg van omgevings- en epigenetische factoren. Kijk bijvoorbeeld naar de eerste gekloonde kat, CcHet is heel anders dan de oorspronkelijke kat, omdat het vachtpatroon te wijten is aan willekeurige X-chromosoominactivering in verschillende cellen.

Ondanks de technische uitdagingen heeft reproductief klonen veel potentiële toepassingen, waaronder de productie van genetisch identieke proefdieren, vee met gewenste eigenschappen en nakomelingen van bedreigde diersoorten. Het heeft zelfs mogelijke toepassingen bij menselijke onvruchtbaarheid en ziekte, hoewel het klonen van mensen nog niet is uitgevoerd, en zou ethische bezwaren oproepen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter