Was ist eigentlich ein Klon?

Meistens verbindet man den Begriff „Klon“ mit Dolly, dem von Wissenschaftlern geklonten Schaf. Klone kommen aber auch in der Natur vor. Was genau sind Klone und wieso werden sie manchmal im Labor hergestellt?

Dolly das Schaf war das erste geklonte Tier.

Dolly das Schaf war das erste geklonte Tier. Bild: Maltesedog/Wikimedia Commons

Klone sind in der Natur weit verbreitet

Das Wort Klon stammt aus dem Altgriechischen und bedeutet ‚Zweig’ oder Schössling. Klone sind genetisch identische Lebewesen, das heisst Lebewesen, die das gleiche Erbgut besitzen.

Ein paar Beispiele für natürlich vorkommende Klone:

  • Bakterien und andere Einzeller vermehren sich asexuell, das heisst eine Bakterienzelle teilt sich in der Mitte und es entstehen daraus zwei Bakterienzellen. Das Erbgut der beiden Zellen ist identisch, da keine neue DNA von einer anderen Zelle dazu gekommen ist.
Erdbeerpflanzen sind natürliche Klone.

Erdbeerpflanzen sind natürliche Klone. Bild: Norman Chan/Shutterstock.com

  • Schwämme können Teile ihrer selbst abschnüren, woraus neue Schwämme mit identischem Erbgut entstehen. Den Prozess nennt man Knospung.
  • Erdbeerpflanzen vermehren sich asexuell, indem sie Seitensprosse bilden, und klonen sich somit selber.
  • In der Landwirtschaft ist Klonen eine sehr wichtige Methode, um das Erbgut zum Beispiel einer besonders leckeren Apfelsorte zu erhalten. Mit Stecklingen können aus einer Pflanze weitere identische Pflanzen erzeugt werden.

Manche Tiere können sich selber klonen

Planarien sind Würmer, die z.B. in Bächen leben. Sie besitzen eine erstaunliche Fähigkeit. Wird eine Planarie in Stücke geschnitten, entstehen daraus lauter neue Planarien. Man spricht hier eher von Regeneration als von Klonen, aber das Ergebnis sind lauter genetisch identische Lebewesen, also Klone. Diese Regenerationsfähigkeit in dem Masse ist im Tierreich einzigartig, was die Planarie zu einem sehr interessanten Organismus für Forschungszwecke macht.

Manche Seesterne können sich auch regenerieren. Wird ein Arm abgeschnitten, so wächst einerseits der fehlende Arm nach, andererseits wächst aber auch am abgeschnittenen Arm ein ganzer Seestern nach. Die DNA des „alten“ und des „neuen“ Seesterns ist identisch, der Seestern hat sich also geklont.

 

Auch eineiige Zwillinge sind natürliche Klone

Eineiige Zwillinge entstehen aus einer einzigen befruchteten Eizelle, die sich am Anfang ihrer Entwicklung ein zusätzliches Mal teilt. Daher besitzen eineiige Zwillinge die gleiche DNA und können als Klone bezeichnet werden. Zweieiige Zwillinge stammen aus zwei verschiedenen Eizellen, die gleichzeitig gereift sind und befruchtet wurden. Da jede befruchtete Eizelle eine andere Kombination von mütterlichen und väterlichen Genen enthält, sind sich die zwei Zwillinge so verschieden oder so ähnlich wie Geschwister, die zu verschiedenen Zeitpunkten geboren wurden. Sie sind also keine Klone.

Gleich ist nicht ganz gleich...

An eineiigen Zwillingen kann man einfach beobachten, dass nicht nur die DNA die Persönlichkeit bestimmt, sondern auch Umwelteinflüsse oder Erfahrungen. Eineiige Zwillinge entwickeln sich zu zwei unterschiedlichen Personen, obwohl sie sich auf den ersten Blick zum Verwechseln ähnlich sind. Gleiches gilt für geklonte Tiere. Daher sind Klone trotz ihres identischen Erbguts nicht in jeder Hinsicht identisch. Warum das so ist, erfährst du in diesem Artikel.

Wozu werden Klone im Labor gezüchtet?

Reproduktives und therapeutisches Klonen.

Reproduktives und therapeutisches Klonen. Bild: Angepasst von Schorschski; Dr. Jürgen Groth/Wikimedia commons,CC-Lizenz oder GNU-Lizenz

Beim reproduktiven Klonen (s. Grafik) geht es darum für den Menschen nützliche Tiere oder Pflanzen zu vervielfachen. Der Vorteil gegenüber der normalen Zucht ist, dass die erfolgreichsten Individuen gezielt vervielfältigt werden können. Das Klonen von Menschen ist verboten.

Beim therapeutischen Klonen versucht man aus Zellen eines Patienten ganze Gewebe oder sogar Organe zu züchten, die man dem Patienten später transplantieren kann. Der Vorteil gegenüber der Transplantation von fremden Organen wäre, dass keine Immunabwehrreaktion stattfinden würde. Die Methode ist umstritten, da dafür in menschliche Embryonen eingegriffen wird.

Asexuelle versus sexuelle Vermehrung

Klone entstehen durch asexuelle Vermehrung. Dabei verdoppelt eine Zelle Ihr Erbgut und teilt sich in zwei Tochterzellen mit dem exakt gleichen Erbgut (genaueres findest du hier). Bei Eukaryoten (Organismen, deren Zellen einen Zellkern besitzen) werden die Zellteilung und die Verteilung der Chromosomen als Mitose bezeichnet. Bei Bakterien findet die Zellteilung über einen einfacheren Prozess statt. In beiden Fällen aber entstehen zwei Tochterzellen mit identischem Erbgut.

Im Gegensatz dazu verschmelzen bei der sexuellen Vermehrung eine männliche und eine weibliche Keimzelle. Daraus entsteht eine Zelle, deren Erbgut teils von der weiblichen und teils von der männlichen Keimzelle stammt. Diese Zelle ist also mit keiner der beiden Elternzellen identisch. Höhere Organismen pflanzen sich meistens sexuell fort.

Klonen ist nicht gleich Klonieren. Beim Klonieren werden nur bestimmte DNA-Abschnitte vervielfältigt– zum Beispiel zur Herstellung von Insulin.

Mehr zu diesem Thema findest du im Biotech Lerncenter von Interpharma.

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