Klonlama

KLONLAMA
Prof. Dr. Fatma Savran Oğuz
Tek yumurta ikizleri doğal klonlardır.
Araştırıcılar ilk önceleri bu doğal olayı
taklit ederek klonlama çalışmalarına
başlamışlardır.
Tek yumurta ikizlerinde embriyo iki
hücreli dönemde iki embriyoyu
geliştirmek üzere ayrılır .
Gebeliğin oluşabilmesi
için neler gereklidir?
Sağlıklı bir yumurta hücresi
Sağlıklı bir spermatazoon
İki hücrenin uygun zaman ve
ortamda karşılaşması
O’nun için neler yapılabilir????
Aspirasyondan hemen sonra cumulus hücreli oositler
Cumulus hücreleri
Oositler
Döllenmeden bir süre sonra embriyo
Klonlama
• Gen klonlaması : DNA segmentleri
veya bir genin kopyalarının
oluşturulması
• Reprodüktif klonlama : Bir canlının
kopyasının oluşturulması
• Tedavi edici klonlama: “embriyonik kök
hücre”
• Gen klonlaması, basit olarak, bir genin
identik kopyalarının elde edilmesi
veya bir bireyden orijin alan identik
projenitör gruplarının oluşturulması
olarak tanımlanabilir.
• Bir tek bakterinin uygun katı besi
yerinde üreyerek milyonlarca identik
nesil oluşturması ve gözle görülebilecek
koloni meydana getirmesi de buna örnek
verilebilir.
Klonlama uygulamalarının
tarihçesi
• 1983 çekirdek transferi yönteminin
memeli canlılarda kullanımı
• 1986 embriyo hücrelerinden koyun ve
inek klonlandı
• 1993 kültür ortamında büyütülen
embriyo hücrelerinden inek klonlandı
• 1997 Edinburgh Roslin Enst.yetişkin
bir hücreden ilk memeli canlı
klonlandı.
• 1998 Gen aktarımlı buzağılar
klonlandı.
• 1998 yetişkinbir canlıdan ikinci
klonlama-”Cumulina” fare
• 1998 İnek klonlandı.
• 1999 maymun klonlama deneyleri ve
başarısızlıklar
• 1999 Dolly’nin biyolojik yaşı…
• 2000 maymun
• 2003 Dolly Öldü.
Klonlama superstarı Dolly
1997 yılında, İngiltere’deki Roslin
Enstitüsünden Ian Wilmut ve
arkadaşları, bir koyunun 1996
yılında dünyaya geldiğini açıkladılar.
Fare, Keçi, inek, maymun kedi gibi
başka canlılarda klonlanmaya
başlandı.
Biyoteknolojide,
• Önemli bir ürünün (veya proteinin) sentezini
kodlayan genin ait olduğu hücre (prokaryotik
veya ökaryotik) genomundan (veya
kromozomundan) özel yöntemlerle
(genellikle, restriksiyon endonukleaz
enzimleri ile) kesilerek çıkarılması,
• Taşıyıcı (vektör) DNA'sı ile birleştirilerek
alıcı bir hücreye (prokaryotik veya
ökaryotik) transfer edilmesi, bu alıcı
hücrede genin ekspresyonunun sağlanmasıdır.
Gen klonlamasında önemli olan
aşamalar
1) Gen taşıyan DNA'nın (veya RNA) saf olarak elde
edilmesi,
2) Genin yerinin belirlenmesi,
3) Genin çıkarılması,
4) Taşıyıcı (vektör) DNA'nın elde edilmesi,
5) Gen DNA'sının vektör DNA'sı ile birleştirilmesi,
6) Oluşan rekombinant vektör DNA'nın alıcı hücreye
aktarılması,
7) Seleksiyon,
8) Gen ürününün kontrol edilmesi.
Kurbağalardan memeli
canlılara
• 1950’li
yıllarda
iribaşların
klonlanabileceği gösterildi.
• 1970 de John Gurdon, yetişkin bir
kurbağanın deri hücresinden aldığı
çekirdeği, bir başka kurbağadan aldığı
hücre
çekirdeği
yok
edilmiş
döllenmemiş
yumurta
hücresine
aktarmıştı
• Bu yumurta hücresinin gelişimi sonrası
ortaya çıkan iribaş hücre çekirdeğinin
alındığı
kurbağanın
genetik
özelliklerini taşıyordu.
• Gurdon’un
iribaşları
gelişimlerini
sürdüremeden öldüler.
• Ancak
daha
sonraki
klonlama
deneylerinin şablonunu oluşturdular.
Embriyo klonlama
• 1970’li yıllarda fare, inek ve koyun
embriyoları klonlanabiliyordu.
• Bu deneylerde embriyolar birbirine eş
parçalara bölünüyor ve tek yumurta ikizleri
oluşuyordu.
• Bu embriyolar bir sperm tarafından
döllenmiş bir yumurta hücresinden oluştuğu
için hem anneden hem babadan gelen
kalıtsal özelliklere sahip oluyorlardı.
Klonlamanın temel basamakları
1. Olgun yumurtanın (Metafaz II oositinin) kutup
hücresi ve metafaz kromozomları uzaklaştırılır .
2. Kültüre edilen G0 fazındaki (sessiz) verici hücre
enükle MII oositin perivitellin boşluğuna
yerleştirilir.
3. Oosit ve verici hücre füzyona tabi tutulur.
4. Kimyasalar veya elektrik akımı ile hücre bölünmesi
aktive edilir.
5. Başarıyla gelişen embriyolar taşıyıcı dişilere
transfer edilir.
6. Doğacak klon yavrular verici hücre ile tamamen aynı
nükleer genlere sahiptir
Bedensel hücre aktarımı I
• Yetişkin memeliden bir beden hücresi
alınıyor.
• Kültür ortamında hücre G0 noktada
tutuluyor.
• Hücrenin beslenmesi kısıtlanıyor.
• Gelişim
saati
embriyo
oluşumu
aşamasına dönecek biçimde geri
alınıyor.
Bedensel hücre aktarımı II
• Aynı türden bir dişiden alınan yumurta
hücresininde DNA’sı çıkarılıyor.
• Beden hücresininden yalıtılan hücre
çekirdeği
yumurta
hücresine
aktarılıyor.
• Bu ikisi birbirine kaynaştırılıyor.
Verici hücreden alınan çekirdeğin
normal
besin
koşulları
yeniden
sağlanmış oluyor.
Bedensel hücre aktarımı III
• Oluşan embriyo yetişkin bir dişinin
uterusuna yerleştiriliyor.
• Hamilelik başlıyor.
• Klonlanan
canlı
normal
doğumla
dünyaya geliyor.
• Bebek beden hücresinin kalıtsal
özelliklerini taşıyor
İyileştirme amaçlı klonlama I
• Kök Hücre çalışmalarında kullanmak
amacı ile kök hücre kaynağı sağlamak
için klonlama çalışmaları yapıyorlar.
• Klonlanan embriyolardan kök hücreler
alındıktan sonra embriyolar yok
ediliyor.
• Elde edilen kök hücreler doku ve
organ çalışmalarına yönelik kullanılıyor
• Kök hücreler pekçok farklı hücre
tipine dönüşme potansiyeli olan
hücrelerdir.
• “embriyonik kök hücre” “erişkin kök
hücre”
• Tedavi amaçlı kullanım???
• “Parkinson hastalığı, Alzheimer, spinal
cord hastalığı, kalp hastalığı, diyabet
ve artrit”.
İyileştirme amaçlı klonlama
II
• Kök hücreler aktarılacağı bölgedeki
hücrelere nasıl dönüşecek?
• Nasıl tetiklenecek?
• Olumlu yönü:
• İnsanların kendi hücrelerinden organ
ve doku elde edilecek
• Organ reddi söz konusu olmayacak
Soyu tükenmekte olan canlıları
korumak için Klonlama
• Çok az sayıda bireyi kalmış hayvan
populasyonlarının gen havuzun yeni
genler katma olanağı….
• Nükleer transfer teknolojisi ile
erişkin bir canlının yaratılabilmesi ve
özellikle yakın türler arasında nükleer
transfer çalışmalarının başarı ile
sonuçlanması bu teknoloji ile birçok
türün özellikle az sayıda kalan veya
yok olma tehlikesi altında doğaya
kazandırılabileceğini göstermiştir.
• Bu teknoloji kullanılarak nesli
tükenme tehlikesi altında olan bazı
türler yeniden yaşam bulmuştur.
Soyu tükenmiş olan canlılar
• 1999 yılında
• Soyu tükenmekte olan bir canlı türüne
ait daha önceden dondurulmuş
embriyosunu
• Başka canlı türüne naklederek….
Çalışmalar
• Klonlama çalışmalarında dikkati çeken
bir noktada klonlamada kullanılan
hücrelerin hemen hepsinin ya hayvan
canlı iken alınmış olmasıdır.
• Dolayısıyla hayvanın aniden ve dokusu
alınamadan öldüğü durumda ne
yapılabilir??.
• Ancak hayvan dokularının 0 ve +4 C
saklanmak koşuluyla hücrelerin 48
saat canlılıklarını muhafaza ettikleri
ve klonlamada kullanılarak klon buzağı
geliştirebildikleri gösterilmiştir.
Klonburger
Klonlanmış Bir İnek Yemek İster misiniz?
• 24 saat önce ölü bulunan bir yaban
koyunun türler arası nükleer transfer
ile klonlandığını göstermiştir.
• Bu çalışmada ölü hayvanın yumurta
hücrelerinin etrafındaki bölünme
yeteneğini artık kaybetmiş olan ancak
• hücre morfolojisi henüz kaybetmemiş
ve DNA yapısı bozulmamış granulosa
hücreleri kullanılmıştır
Etik
• Günümüzde embriyonik kök hücreler ile
çalışmalar birçok ülkede ya çok sınırlı
veya tamamen yasaklıdır. Ülkemizde de
insan embriyonik kök hücrelerinin
eldesi ve bu hücreler ile
• yapılacak çalışmalar Sağlık Bakanlığı
tarafından düzenlemeler getirilene
kadar yasaklanmıştır. Embriyonik kök
hücrelerin klinik kullanımı henüz hiçbir
yerde yoktur.
ETİK
Telemorler
• Somatik hücreden klonlanmış hayvanların
telomer uzunluklarının normalden kısa
olabileceği düşüncesi klonlamanın en
büyük dezavantajı olarak görülmektedir.
• Çalışmalar da sığırların kas, yumurta
kanalı, meme ve kulak derisi hücreleriden
elde elde edilen hücrelerle klonlanan
hayvanlarda telomer uzunluklarında
değişiklikler gösterilmiştir.
• Klonlanmış sığırların epitel hücrelerinden
elde edilen telomerin uzunlukları,
karşılaştırmadaki kontrollerinden kısa
olarak bulunmuştur.
• Klonlaşmış sığırın kas hücrelerinden ve
fibroblastlarından elde edilen
telomerlerin uzunlukları normal boyutunda
tespit edilmiştir
Bu çalışmalar varyasyonun hücre
tipinden kaynaklanmış olabileceğini
düşündürmektedir.