Z lekcji SP wiesz, że bliźnięta jednojajowe mają tę samą informację genetyczną, a komórki ciała są diploidalne (2n), gamety zaś haploidalne (n). Poszerzenie wymaga, byś znał klony naturalne i przebieg klonowania ssaka metodą transplantacji jądra komórkowego (owca Dolly).
Klony naturalne i sztuczne
Klony to organizmy (albo komórki) o takim samym genotypie — kopie genetyczne.
| Rodzaj klonu | Jak powstaje | Przykłady |
|---|---|---|
| Naturalny | przez rozmnażanie bezpłciowe: potomek ma genotyp organizmu macierzystego | bakterie z podziału komórki macierzystej; rośliny z rozmnażania wegetatywnego; zwierzęta z pączkowania (np. stułbia) |
| Naturalny | przez poliembrionię: wczesny zarodek rozdziela się, a każda część rozwija się w osobny organizm | bliźnięta jednojajowe — klony względem siebie, nie rodziców |
| Sztuczny | przez klonowanie prowadzone przez człowieka | organizmy (np. owca Dolly) i komórki, a także identyczne cząsteczki DNA |
Poliembrionia jest możliwa, bo komórki wczesnego zarodka nie są jeszcze wyspecjalizowane i każda może dać początek całemu organizmowi; bliźnięta jednojajowe powstały więc po zapłodnieniu, ale z jednej zygoty. Kolejne dzieci tych samych rodziców, bliźnięta dwujajowe (z dwóch zygot) i rośliny z rozmnażania płciowego klonami nie są: każdy taki osobnik powstaje z innej pary gamet.
Transplantacja jądra — 6 etapów (owca Dolly)
Pierwsze klony zwierząt uzyskiwano, rozdzielając komórki wczesnego zarodka, ale tak nie da się sklonować dorosłego osobnika. Umożliwiła to dopiero transplantacja jądra komórkowego: w 1996 r. po raz pierwszy sklonowano w ten sposób dorosłego ssaka — owcę, a urodzony klon nazwano Dolly.
- Pobranie komórki jajowej od owcy-dawczyni.
- Usunięcie jądra z tej komórki jajowej — zostaje „pusta” komórka.
- Wprowadzenie jądra dawcy: do pustej komórki jajowej wszczepia się jądro komórki somatycznej klonowanej owcy (u Dolly: z komórki gruczołu mlekowego).
- Rozwój pozaustrojowy: impuls elektryczny pobudza komórkę do podziałów i poza organizmem powstaje zarodek.
- Wprowadzenie zarodka do macicy matki zastępczej.
- Urodzenie klonu — jagnię jest kopią genetyczną dawcy jądra.
W zadaniach etapy 4 i 5 bywają nazwane „pozaustrojowym rozwojem komórki jajowej” i „wprowadzeniem zmodyfikowanej komórki jajowej do macicy” — chodzi o tę samą komórkę z nowym jądrem, która stała się zarodkiem.
Dlaczego jądro z komórki somatycznej?
Zarodek rozwija się z komórki o podwójnym zestawie chromosomów (2n). W rozmnażaniu płciowym jest nią zygota: n od komórki jajowej + n od plemnika. Przy transplantacji jądra nie ma zapłodnienia, a komórka jajowa straciła własne jądro — cały zestaw 2n musi więc wnieść wszczepione jądro. Ma go diploidalna komórka somatyczna; jądro gamety (n) dałoby tylko połowę.
- Klon jest kopią dawcy jądra — nie dawczyni komórki jajowej ani matki zastępczej.
- Do komórki jajowej trafia jądro komórki somatycznej, nie plemnik.
- Dolly to klon dorosłej owcy, pierwszego ssaka sklonowanego przez transplantację jądra. Nie jest to jednak pierwsze zwierzę sklonowane tą metodą: już w 1958 r. uzyskano w ten sposób kijankę żaby. W zadaniach spotkasz uproszczenie „Dolly — pierwszy sklonowany ssak”.
- Bliźnięta jednojajowe są klonami, choć powstały po zapłodnieniu; dwujajowe — nie.
To najważniejsze!
- Naturalne klony: bakterie z podziału komórki, rośliny z rozmnażania wegetatywnego, bliźnięta jednojajowe (jedna zygota, poliembrionia). Rodzeństwo z osobnych zygot — kolejne dzieci, bliźnięta dwujajowe — ani rośliny z rozmnażania płciowego klonami nie są.
- Dorosłego ssaka klonuje się metodą transplantacji jądra komórki somatycznej (1996, klon: owca Dolly).
- Kolejność: pobranie komórki jajowej → usunięcie jej jądra → wprowadzenie jądra dawcy → rozwój pozaustrojowy zarodka → wprowadzenie do macicy matki zastępczej → urodzenie klonu dawcy jądra.
- Jądro bierze się z komórki somatycznej (2n), bo bez zapłodnienia to ono musi dać zarodkowi podwójny zestaw chromosomów.