Hogyan működik az a többsejtű élőlényeknél, hogy elvileg minden sejtjük tartalmazza a DNS-üket, viszont, ha a szervezetük sejtjei osztódnak, abból egy másik olyan sejt lesz, nempedig egy kis élőlény kezd növekedni?

Ezt hívják specializálódásnak: minden testi sejt teljesen ugyanazt a génállományt tartalmazza (pár mutációtól eltekintve) mint amit a megtermékenyítéskor létrejött zigóta is tartalmaz.

Azonban, amikor a sejtek kialakulnak az őssejtekből, a különböző körülmények alapján differenciálódnak a különböző sejtekké - és létrejönnek gátló fehérjék, melyek meghatározzák, hogy mely DNS szakaszokat használnak ki a sejtek. Tehát pl a szemedben lévő sejtek is hordozzák a májsejtek DNS állományát, azonban a DNS nagyrésze ilyenkor "blokkolva van" és csak a rá jellemző funkciók elérhetőek.

Egyébként erre mennek is kutatások (jópár éve már), hogy ezeket a gátlásokat feloldják, ezzel pedig kvázi bármilyen testi sejt visszaállítható lenne őssejt állapotba.

Sir Butcher előttem már leírta a lényeget: minden sejt hordozza a teljes test kódolásához szükséges DNS állományt, de ennek minden sejtben más és más része aktív. Tehát nincs egy külön, csak a sejttípusra jellemző DNS állomány!

Az embernek mintegy 22 ezer génje van. Ezek egy része minden sejtben aktív. Ezek azok, amik a sejt alapfunkcióihoz szükségesek (például a biológiai oxidációban szerepet játszó enzimek génjei). Ugyanakkor vannak olyan gének, amelyek csak egy adott sejttípusban fejeződnek ki. Például a látáshoz szüksége opszin fehérje különböző típusainak génjei csak a szem fényérzékelő sejtjeiben fejeződnek ki. Hasonló alapon az immunfehérjék génjei csak az immunsejtekben aktívak. Azt a szabályozást, ami meghatározza, hogy egy adott sejtben milyen gének lesznek aktívak, epigenetikának nevezzük.

Az epigenetikai szabályozása a sejtjeinknek nagyon összetett. Sir Butcher gátoló fehérjékről ír - nyilván ilyenek is vannak, de az eukariótákban a gének aktivitását elsősorban transzkripciós faktorok szabályozzák. Ezek olyan fehérjék, amelyek a gének promóteréhez (~ elejéhez) kapcsolódva lehetővé teszik az átíródását (a transzkripciót).

Befolyásolja a génaktivitást az ún. hisztonkód is. A hisztonok azok a fehérjék, amelyekhez az eukarióták DNS-e kapcsolódik. Ezek biztosítják például a feltekert szerkezetét. A hisztonok módosításával (például bizonyos csoportok hozzáadásával/leszedésével) szabályozni lehet, hogy a kormatin (DNS + a hozzá kötődő fehérjék) mennyire legyen tömör. Ha tömörebb, nem férnek hozzá a transzkripcióhz szükséges fehérjék, így a DNS inaktívvá válik.

Egy harmadik szabályozási lehetőség a DNS metiláció. Ez azt jelenti, hogy a DNS-en belül (egy enzim hatására) bizonyos helyeken a citozin bázisokhoz metilcsoport kapcsolódik. Ennek hatására az adott DNS szakasz inaktívvá válik. A jelenségben az az érdekes, hogy (sejt szinten) öröklődik: az osztódás után az utódsejtek metilációs mintázata meg fog egyezni az anyasejtével. (A hiszton kód a DNS metilációhoz hasonlóan öröklődhet, de ennek mechanizmusa tudtommal még nem ismert.)

Azt, hogy egy adott sejt mivé differenciálódik, mely génjei lesznek aktívak és melyek inaktívak, környezeti hatások határozzák meg, elsősorban ún. növekedési faktorok. A sejtkapcsolatok, hormonok szintén befolyásolhatják a differenciálódást. Ugyanakkor belső tényezők is befolyásolják a differenciálódást, ezt láthatjuk például az aszimmetrikus osztódások során, amikor egy őssejt egyik utódsejtje őssejt marad, a másik viszont differenciálódik (ezek az osztódások biztosítják, hogy az utánpótlásért felelős őssejtek megmaradjanak).

További olvasnivaló a differenciálódásról:

[link]

[link]

[link]

További olvasnivaló az epigenetikáról, génműködés szabályozásáról (eukariótáknál):

[link]

[link]

[link]

[link]

[link]

Elméletileg nincs akadálya, hogy egy nő megszülje a klónját.

A klónozást nagy vonalakban eleve úgy csinálják, hogy testi sejtből nyert DNS-t juttatnak egy petesejtbe, amit beültetnek a béranyába, de ugye annak semmi akadálya, hogy a béranya ugyanaz legyen, ahonnan a testi sejt származik. Sőt a petesejt is lehet az övé.

Ismét kiegészíteném kicsit az előttem szólót (6. válasz), bár a lényeg tökéletesen benne van.

A klónozásnak több típusa is van (ráadásul a biológiában tágabb értelemben használják a fogalmat, mint a hétköznapi nyelvben, pl. sejtklónozás). Ezek közül ebben az esetben a 'somatic cell nuclear transfer' (SCNT, magyarul nagyjából annyit jelent, hogy testi sejt sejtmagjának átjuttatása) nevű eljárásról beszélünk. Ennek a lényege, hogy egy petesejt sejtmagját eltávolítják, és a klónozni kívánt egyed/személy egy testi sejtjének magját ültetik bele (lényegében már leírták ugyanezt előttem, de azért hadd hívjam fel a figyelmet a petesejt eredeti nukleáris DNS-ének az eltávolítására). Ezután mesterségesen megindítják a petesejt osztódását. Amikor a sajtóban klónozásról beszélnek, lényegében mindig erre az eljárásra gondolnak.

Az eljárással éppen az a legnagyobb gond, amit te is írtál: vissza kell állítani az epigenetikai kódot (metilációs mintázatot, hisztonkódot). Ez komoly nehézséget jelent, ezért sokáig csak embrionális sejtekből tudtak klónozni. Később is csak a kezelt petesejtek egy kis részéből fejlődött életképes utód. Például amikor Dollyt klónozták, 277 petesejtbe ültettek klónozandó sejtmagot, ebből 29 esetben fejlődött embrió, mindössze három jutott el a születésig, és csak Dolly érte meg a felnőtt kort (és ő sem élt túl sokáig).

[link]

Itt azt írják, mára sikerült 8-9 %-os hatékonyságot elérni (a korábbi 1-2 % helyett).

[link]

Tehát már hatékonyabban tudják ezt megoldani, de még mindig ez a klónozás egyik fő nehézsége.

Egy másik kérdésnél is elkerült már a téma:

http://www.gyakorikerdesek.hu/tudomanyok__termeszettudomanyo..

Nem tudom, a kérdező (illetve a többi érdeklődő) mennyire tud angolul, ezért kerestem pár magyar forrást is. Egy hasznosnak tűnő cikk (még ha nem is a legfrissebb):

[link]

Illetve egy egyetemi diasor és a hozzá tartozó leírás:

[link]

[link]

#4

Köszönöm, igyekszik az ember. :)