ΚΛΩΝΟΠΟΙΗΣΗ

Μέθοδος παραγωγής ενός συνόλου πανομοιότυπων οργανισμών ή κυττάρων (κλώνος) με το ίδιο ακριβώς γενετικό υλικό από ένα αρχικό οργανισμό ή κύτταρο.
Η μέθοδος της κλωνοποίησης θυμίζει την παραγωγή φωτοαντιγράφων στα φωτοτυπικά μηχανήματα και εφαρμόζεται σε φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς, με σκοπό τη γενετική τους βελτίωση (ευγονική). Από ένα μόνο βελτιωμένο άτομο υπάρχει η δυνατότητα να δημιουργηθεί μια σειρά οργανισμών με τα ίδια επιθυμητά χαρακτηριστικά. Η κλωνοποίηση εφαρμόζεται από το 1976 για την παραγωγή των μονοκλωνικών αντισωμάτων , ενώ από τις αρχές της δεκαετίας του 1980 χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την τεχνική του ανασυνδυασμένου DΝΑ η κλωνοποίηση ανθρώπινων γονιδίων σε βακτήρια, με σκοπό την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων φαρμακευτικών ουσιών, όπως ινσουλίνη, ιντερφερόνες κ.ά.
Κλωνοποίηση στα ζώα και στον άνθρωπο: Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κλωνοποίησης. Ο πρώτος τύπος μιμείται τον φυσικό τρόπο δημιουργίας των διδύμων. Τα μονοζυγωτικά δίδυμα προέρχονται από το ίδιο γονιμοποιημένο ωάριο, που διαιρείται αρχικά σε δύο κύτταρα (βλαστομερίδια), τα οποία χωρίζονται από μόνα τους και το καθένα αναπτύσσεται σ' ένα ολοκληρωμένο έμβρυο με την ίδια γενετική σύσταση. Με τρόπο ανάλογο, σ' αυτόν τον τύπο της κλωνοποίησης χωρίζεται στο δοκιμαστικό σωλήνα με επέμβαση του ανθρώπου ένα έμβρυο στα βλαστομερίδια που το συγκροτούν (βλ. σχήμα).
Κλωνοποίηση εμβρύου ανθρώπου
Κατόπιν τα βλαστομερίδια τοποθετούνται στη μήτρα της μητέρας δίνοντας τελικά αντίστοιχο βαθμό πανομοιότυπων εμβρύων. Η τεχνική αυτή εφαρμόστηκε με επιτυχία το 1970 σε έμβρυα ποντικού και το 1980 σε έμβρυα βοοειδών. Επίσης, το 1982 επιτεύχθηκε από τον βρετανό βιολόγο Σ. Γουίλασντεν (S. Willasden) η παραγωγή 5 πολύδυμων προβάτων.
Η κλωνοποίηση του ανθρώπινου εμβρύου επιτεύχθηκε για πρώτη φορά το 1993 από τους ερευνητές Τζέρι Χολ και Δρ. Ρόμπερτ Στλίμαν του Πανεπιστημίου Τζορτζ Ουάσινγκτον. Το πείραμα ξεκίνησε με 17 γονιμοποιημένα ωάρια ανθρώπου, τα οποία πολλαπλασιάστηκαν και τελικά προέκυψαν 48 έμβρυα. Τα πειράματα κλωνοποίησης στον άνθρωπο στοχεύουν: α) στην αύξηση των πιθανοτήτων επιτυχίας της τεχνητής γονιμοποίησης (σε μια τυπική διαδικασία εισάγονται στη μητέρα 3-5 έμβρυα με την ελπίδα ότι θα εμφυτευτούν στη μήτρα 1-2)· β) στη δυνατότητα πραγματοποίησης του προγεννητικού ελέγχου πριν την εμφύτευση του εμβρύου. Παρ' όλα αυτά το συγκεκριμένο πείραμα προκάλεσε την αντίδραση της κοινής γνώμης, επειδή θεωρήθηκε ότι στοχεύει στη μαζική παραγωγή τυποποιημένων ανθρώπων. Η δημιουργία ανθρώπινων κλώνων είναι γενικά ένα θέμα επιφορτισμένο με δεοντολογικούς και ηθικούς προβληματισμούς. Για παράδειγμα, με αυτή τη μέθοδο μια μητέρα έχει τη δυνατότητα να γεννήσει ένα παιδί πανομοιότυπο μ' ένα παιδί της που πέθανε, εφόσον βέβαια έχει διατηρηθεί στην κατάψυξη (κρυοδιατήρηση: το δίδυμο έμβρυό του.
Ο δεύτερος τύπος κλωνοποίησης θεωρητικά δίνει τη δυνατότητα να δημιουργηθούν πιστά αντίγραφα του εαυτού μας. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, αφαιρείται ή καταστρέφεται ο απλοειδής πυρήνας από ένα αγονιμοποίητο ωάριο και στη θέση του εμφυτεύεται, με μικροχειρουργική επέμβαση, ο διπλοειδής πυρήνας ενός σωματικού κυττάρου του ατόμου που πρόκειται να κλωνοποιηθεί. Ο μεταμοσχευμένος πυρήνας έχει δύο αντίτυπα χρωμοσωμάτων (διπλοειδής) και κατά συνέπεια θα διευθύνει την ανάπτυξη του εμβρύου καθορίζοντας τα χαρακτηριστικά (φαινότυπο) του ατόμου απ' όπου προέρχεται. Έτσι, το άτομο που προκύπτει έχει ένα γονέα αντί δύο, και αποτελεί ένα πιστό αντίγραφό του. Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε με επιτυχία για πρώτη φορά το 1965 στο βάτραχο Χenορus laeνis από τον βιολόγο Γκέρντον (Gurdοn). Η κλωνοποίηση του ανθρώπου μ' αυτή τη μέθοδο επιχειρήθηκε χωρίς επιτυχία το 1979 στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια της Ν. Υόρκης, ενώ το 1980 πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά σε ποντίκι από τους Ίλμενσι (Ιllmensee) και Χοπ (Ρ. Ηορρe). Αν η τεχνική αυτή γίνει τελικά εφικτή και στον άνθρωπο, θα μπορούσαν να παραχθούν πολλά αντίγραφα τύπων Αϊνστάιν, Μπετόβεν, αλλά και Χίτλερ.
Κλωνοποίηση στα φυτά: Οι μέθοδοι κλωνοποίησης των φυτών έχουν σήμερα τελειοποιηθεί σε τέτοιο βαθμό, ώστε από ένα κύτταρο υπάρχει η δυνατότητα να δημιουργηθεί ένα πλήρες φυτό. Στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας, ο καθηγητής Τ. Σέφαρντ (G. Sheρhard) και οι συνεργάτες του κατάφεραν να αναπαράγουν μια πατατιά από πρωτοπλάστες (ζωντανά φυτικά κύτταρα χωρίς το εξωτερικό τοίχωμα) προερχόμενους από τα φύλλα της. Επίσης, από το 1981 παράγονται με τη μέθοδο της κλωνοποίησης σε ημιβιομηχανική κλίμακα φυντάνια ελαΐδας (Εlaeis quineensis) στον ερευνητικό σταθμό της Λα Με στην Ακτή του Ελεφαντοστού (η ελαΐδα καλλιεργείται για το λάδι της στις υγρές τροπικές περιοχές της Αφρικής, Αμερικής και της νοτιοανατολικής Ασίας). Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, από την κορυφή δέντρου αφαιρούνται τμήματα νεαρών φύλλων, τα οποία καλλιεργούνται διαδοχικά σε κατάλληλα θρεπτικά μέσα και εξελίσσονται σε εμβρυοειδή. Τα εμβρυοειδή αυτά στη συνέχεια αναπτύσσονται σε νεαρά βλαστάρια με φύλλα, έτοιμα να φυτευτούν στο έδαφος. Μ' αυτόν τον τρόπο από ένα δέντρο μπορεί να προκύψει ένας μεγάλος αριθμός δέντρων (γενετικά αντίγραφα του πρώτου) σε μικρό σχετικά χρονικό διάστημα.
Η κλωνοποίηση γονιδίων: πρόκειται για τον πολλαπλασιασμό καθορισμένων τμημάτων DΝΑ που επιτυγχάνεται με μικροοργανισμούς, π.χ. βακτήρια, ζυμομύκητες κ.ά. Με την ανάπτυξη της τεχνικής του ανασυνδυασμένου DΝΑ δόθηκε η δυνατότητα να ενσωματώνονται σε βακτήρια, τμήματα DΝΑ από άλλους οργανισμούς. Ένα βακτήριο π.χ. που διαθέτει ένα ανθρώπινο γονίδιο, όταν πολλαπλασιαστεί σε κατάλληλο θρεπτικό μέσο, θα δώσει χιλιάδες απογόνους με το ίδιο ακριβώς γενετικό υλικό (κλώνος) και κατ' επέκταση θα προκύψουν χιλιάδες αντίγραφα του ανθρώπινου γονιδίου. Οι κλώνοι βακτηρίων χρησιμοποιούνται ευρύτατα στις γονιδιακές βιβλιοθήκες για την απομόνωση και αποθήκευση του γενετικού υλικού ενός οργανισμού. Τα τελευταία χρόνια η κλωνοποίηση γονιδίων πραγματοποιείται στον δοκιμαστικό σωλήνα με την τεχνική της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμερισμού (ΡCR) . Με τη τεχνική ΡCR υπάρχει η δυνατότητα από ένα μείγμα χιλιάδων ή δεκάδων χιλιάδων γονιδίων να αντιγραφεί μόνο ένα σε εκατομμύρια αντίτυπα.