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BIOLOGIE HAUSARBEIT JG.11 HERR MERTENSDie Wissenschaft des KlonensStine Schikora22.01.20181InhaltDefinition des KlonensProzess des KlonensGeschichte und wissenschaftliche ErrungenschaftenMöglichkeiten des KlonensEthische AspekteLiteraturverzeichnis2Definition des KlonensKlonen ist der Prozess der Erzeugung eines oder mehrererOrganismen, deren DNA genetisch identisch ist mit der des Zellkernspenders. DasPrinzip des Klonens kann bei Pflanzen, Tieren und Menschen angewendet werden.Dabei wird generell zwischen reproduktiven und therapeutischen Klonenunterschieden.

Eine weitere Methode ist das Embryonen-Splitting.(Internet 1)Prozess des KlonensBei dem Prozess des reproduktiven Klonens wird der Zellkerneiner ausdifferenzierten Körperzelle entnommen, der die komplette DNA desZellspenders enthält. Dieser wird im Labor einer zuvor entkernten,unbefruchteten Eizelle eingesetzt. Nach Entstehung eines Embryos wird dieser inden Uterus einer Leihmutter eingepflanzt und der Klon wird wie bei einergewöhnlichen Schwangerschaft bis zur Geburt ausgetragen.Allerdings kommen unzählige fehlgeschlagene Versuche aufeinen lebensfähigen Klon, der meist trotz alldem oft Missbildungen,Veränderungen des Stoffwechsels und eine verkürzte Lebensdauer aufweisen kann.

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Das therapeutische Klonen beruht auf ähnlichen Methoden wiedas reproduktive Klonen. Denn auch bei dieser Variante, der künstlichenDuplizierung von Erbmaterial, werden ausdifferenzierte Körperzellen entnommenund in eine entkernte und unbefruchtete Eizelle eingebracht. Allerdings wirddiese nicht in den Uterus einer Leihmutter eingepflanzt, sondern unterKulturbedingungen im Labor weitergezüchtet. Der entstandene Zellhaufen wirdgeteilt und die Einzelzellen weitergezüchtet. Voraussetzung dafür ist, dass dieZellen noch totipotent sind, also noch keine Differenzierung der Zellen entstandenist und aus jeder Zelle eine vollständige Entwicklung möglich ist. Im Grundewerden also für die Gewinnung embryonaler Stammzellen frühe Embryonen zerstört.Diese embryonalen Stammzellen sind die Grundlage für die Zucht von Gewebe undeinzelnen Organen in der Zukunft, die dem Zellkernspender Transplantationenermöglichen würden.

Kritisch gesehen wird bei dieser Methode des Klonens vorallem das „Töten” der Embryonen.Das Embryonen-Splitting beläuft sich auf das gleichePrinzip, nach dem auch eineiige Zwillinge entstehen. Dabei werden die Zelleneines Embryos getrennt und wachsen3unabhängig voneinander zu kompletten Organismen heran.

Auchdas Embryonen-Splitting muss bis zum achten Zell-Stadium, in der totipotentenPhase, des Organismus erfolgen.Dies ist die, vor allem in der Landwirtschaft, häufigeingesetzte Methode.(Meine Moleküle-Deine Moleküle; therapeutisches- undreproduktives Klonen)(Internet 2)(Internet 3)Geschichte und wissenschaftliche ErrungenschaftenIm Jahr 1930 wurde in Deutschland der erste künstliche Klonerschaffen. Durch Embryonen-Splitting mit Hilfe eines Menschenhaares teilteHans Spemann embryonale Zellen eins Molches im achten Zell-Stadium. Auf diesenersten Erfolg hin entstand zunächst eine Pause in der wissenschaftlichenEntwicklung dieses Forschungsgebietes, welche auf den Zweiten Weltkriegzurückzuführen ist.

1952 gelang es US-amerikanischen Wissenschaftlern denZellkern eines Frosches Embryonen in eine zuvor entkernte Eizelle einzusetzen.Sechs Jahre später konnte in England aus einer Eizelle mit fremdem Zellkern eingeschlechtsreifer Frosch gezüchtet werden. Das erste durch Embryonen-Splittinggeklonte Säugetier war ein Kalb. Dieser Meilenstein konnte 1981 in den USAverzeichnet werden.

Schon fünf Jahre später war Embryonen-Splitting eineMethode, die bereits routinemäßig bei Tieren, unter anderem in Deutschland,eingesetzt wurde. 1988 gelang die erfolgreiche Klonierung von Mäusen auseinfachen Körperzellen und nicht wie üblich durch embryonale Stammzellen. Indiesem Zuge war auch erstmals das Klonen von Klonen möglich.

Durch weitereVersuche, mit der Eizelle einer Kuh und einer Hautzelle eines erwachsenenMenschen, gab es nun die Möglichkeit Gewebe langfristig zu züchten. DesWeiteren wurden in diesem Jahr zum ersten Mal vermehrungsfähige Stammzellen ausmenschlichen Embryonen und Föten extrahiert. 1996 wurde das wohl bisherbekannteste Tier in der Geschichte des Klonens geboren. Dolly das Klonschaferblickte in Schottland, unter der wissenschaftlichen Leitung von Ian Wilmut,das Licht der Welt. Das Besondere an Dolly war, dass erstmals durchreproduktives Klonen Erfolge erzielt wurden, was allerdings erst ein Jahrspäter der Öffentlichkeit mitgeteilt wurde. Zuvor ließ man den Umstand derKlonierungsmethode noch im Ungewissen.

Im Jahr42000 wurden in den USA genetisch identische Affen geklont.Dieser Schritt in der Geschichte des Klonens war eine weitere Annäherung an dasKlonen von Menschen. „Copy Cat” war die erste geklonte Katze und wurde 2001geboren. 2003 wiederum wurde ein Meilenstein in der Bekämpfung genetischveranlagter Krankheiten erreicht. In den USA war es erstmals gelungen, krankeGene in menschlichen embryonalen Stammzellen gezielt auszuschalten bzw. sogarzu ersetzen.

2007 gelang in Japan die Umwandlung menschlicher Hautzellen inembryonalähnliche Stammzellen, was für die Forschung bedeutet, dass im Zuge vonreproduktivem und therapeutischem Klonen Embryonen nicht mehr zwingend„getötet” werden müssen. Schließlich wurde 2013 das große Ziel erreicht. Unterder Leitung von Shoukhrat Mitalipov wurden in den USA menschliche embryonaleStammzellen geklont, aus denen eine vollständige Entwicklung von Menschenmöglich gewesen wäre. Allerdings war dies nicht das Ziel des Experiments,weshalb die Entwicklung der geklonten Zellen nach sieben Wochen abgebrochenwurde. Das erreichte Ziel war das therapeutische Klonen von menschlichenZellen, welches mit diesem Durchbruch, die Möglichkeit reproduktiver Medizinermöglicht.(Internet 4)(Internet 5)(Internet 6)Möglichkeiten des KlonensTherapeutisches Klonen, auch Forschungsklonen genannt, sollzukünftig bei der Erforschung,Therapierung und Behandlung von bisher unheilbarenKrankheiten zum Zuge kommen, beispielsweise bei der Therapierung von MorbusParkinson, eine der häufigsten fortschreitenden Erkrankungen des zentralenNervensystems im höheren Lebensalter. Behandelt werden soll mit embryonalenStammzellen.

Der Plan ist dem Patienten neuronale Vorläuferzellen,differenziert aus autologen Stammzellen, zu injizieren. Diese Vorläuferzellensind essentiell für die Herstellung von Dopamin im Körper. Dopamin spielt einetragende Rolle bei der Regulierung von Bewegungen und ist einer der Stoffe, andenen es Parkinson Patienten mangelt.

Diese Methode wurde bereits 2008 an, an Parkinsonerkrankten, Mäusen erfolgreich getestet. Eine besondere Reaktion desImmunsystems nach der Injektion blieb aus, da die verwendeten Stammzellen mitder Erbinformation der jeweiligen erkrankten5Maus bestückt waren (autolog). Nach der Injektion konnteeine Linderung der Parkinson-Symptome festgestellt werden. Die Möglichkeit derTherapierung von, an Parkinson erkrankten Menschen wird derzeit noch mithilfeunterschiedlicher Studien getestet.(Internet 7/ Internet 8)Weitere Krankheiten, die mithilfe von Therapeutischem Klonenbehandelt werden könnten sind: Diabetes, erblicher Muskelschwund undmöglicherweise sogar AIDS. Allerdings müsste zur Behandlung eines Patienten,eigens ein Klon-Embryo herangezüchtet werden, mit dem Zellkern des Patienten.Der Klon würde zum Zeitpunkt der Isolation der benötigten Stammzellen noch inder totipotenten Phase sein. Auch ist das Nervensystem noch nicht entwickelt,was bedeutet, dass der Embryo über keinerlei Mittel verfügt irgendetwaswahrzunehmen.

Das beinhaltet sowohl äußere Einflüsse, wie auch Schmerz.(Spektrum der Wissenschaft 4 S.34)Durch hohe Immunkompatibilität, die mit der Verwendung vonautologen Stammzellen einhergeht, können auch bei der TransplantationsmedizinKomplikationen umgangenwerden. Bis dato kommt es vor, dass das gespendeteTransplantat vom Immunsystem des Patienten abgestoßen wird.

Dieses Problem wirdzurzeit durch die dauerhafte Verabreichung von Immunsuppressiva angegangen. Mitder neuen Methode könnte dies unnötig oder zumindest verringert werden. Auchgibt es durch die vergleichsweise geringe Anzahl an kompatiblen Spendern zueiner Knappheit an Transplantaten. Auch dieses Problem wäre gelöst, da durchzukünftiges therapeutisches Klonen die Möglichkeit bestünde, die notwendigenOrgane aus autologen Stammzellen zu züchten.

(Internet 9)Zukünftig gäbe es mithilfe von Klontechniken eventuell sogardie Möglichkeit Eltern mit Erbkrankheiten die Geburt eines gentechnischgesunden Kindes zu ermöglichen. Dazu wären Methoden nötig, die bestehendeGen-Defekte in einer bestimmten Gattung von Köperzellen durch eingeschleusteintakte Gene so zu verändern, dass der Gen-Defekt bei der nächstenDNA-Replikation ausbleibt. Selbst wenn diese Behandlung einwandfreifunktioniert, wird durch die immer noch genetisch unverändertenGeschlechtszellen der Eltern, den Genosomen, die betreffende Erbkrankheit anden gezeugten Embryo weitergegeben. Um das Kind von der fraglichen Krankheitkomplett zu befreien, wäre eine weitere Gentherapie unabdingbar. Man müssteeinen Zellkern des Embryos modifizieren, um die Gen-Defekte6durch intakte Gene zu ersetzen. Dieser kann dann in eineentkernte Eizelle transferiert werden, die der Mutter reimplantiert wird. Dasdaraus entstehende Kind hat nach dieser Prozedur Erbmaterial, das keine Spurder fraglichen Erbkrankheit mehr aufweist.Auch unfruchtbare Partner hätten die Möglichkeit durchKlontechnologie eigenen Nachwuchs zu bekommen.

Allerdings wäre ein Klonlediglich die exakte genetische Kopie eines der Partner. Ob dies im Interessedes Kindes ist, ist fraglich. Außerdem bestehen für diesen Fall bereitskonventionelle, wenn auch nicht immer erfolgreiche, Therapiemöglichkeiten.(Spektrum der Wissenschaft 4 S.

34)Ethische AspekteDie Forschung und zukünftige Anwendung von Klontechniken,sind ein vieldiskutiertes Thema. Diskutiert wird auf nationaler undinternationaler Ebene, sowie zwischen Wissenschaftlern, Politikern, Personender Öffentlichkeit und der Medien. Die ethische Vertretbarkeit desreproduktiven Klonens wird weitestgehend abgelehnt. Strittig hierbei ist, ob esim Interesse des entstehenden Kindes wäre und auch die „normale” Behandlung desKindes wäre gefährdet.

Meist strikt abgelehnt wird auch, menschliche Embryonenzu klonen um sie zum Zeitpunkt eines vollständig entwickelten Organismus alsSpender für Transplantationsorgane zu benutzen.(Spektrum der Wissenschaft 4 / S. 36) Bei dem Prozess destherapeutischen Klonens ist dabei weniger das Ziel, genetisch autologe Transplantatezu züchten, umstritten, sondern die Mittel, mit denen dieses Ziel erreichtwerden soll. Der Weg zum Erfolg hierbei, führt über die Methoden destherapeutischen Klonens. Das kontroverse daran ist, dass das Forschungsklonenin den Bereich der verbrauchenden Embryonenforschung fällt. Das bedeutet, dassmenschliche Embryonen allein zum Zweck der Stammzellgewinnung herangezogen undzu Forschungszwecken vernichtet werden würden, was als eine extremeInstrumentalisierung der Embryonen gesehen wird.

Ein häufiger Einwand ist, dassauch für künstlich, durch Kerntransfer entstandenen Embryonen die vollständigeEntwicklung zu einem Menschen im Bereich des Möglichen wäre. Weitere Argumentevon Kritikern sind beispielsweise die7Spezieszugehörigkeit und das Kontinuitätsargument. Diesezwei Argumente unterstützen die Behauptung, dass einem Embryo derselbemoralische Status, Würdeanspruch und dieselbe Schutzwürdigkeit zusteht.

Lautdem Speziesargument, steht dieser Schutz dem Embryonen allein durch dieZugehörigkeit der Gattung Mensch zu. Das Kontinuitätsargument basiert auf demFakt, dass in der Entwicklung eines Embryonen bis zur Geburt auf keineherausstechenden Einschnitte zu verweisen ist. Mit Ausbleiben einer Möglichkeitden moralischen Status graduell zu bemessen, folgt daraus die zwangsläufigeGleichstellung von Embryo und erwachsenem Menschen.(Internet 10)8LiteraturverzeichnisInternet 1: Definition des Klonenshttp://www.spektrum.de/lexikon/biologie-kompakt/klonen/6448Meine Moleküle- Deine Moleküle: Von der molekularenIndividualitätJürgen GrothInternet 2: Reproduktives- und therapeutisches Klonenhttps://schulzeug.at/biologie/klonen/Internet 3: Forschungsklonenhttp://www.drze.de/im-blickpunkt/forschungsklonen/medizinische-aspekteInternet 4: Geschichte des Klonenshttps://www.welt.de/print-welt/article489459/Geschichte-des-Klonens.htmlInternet 5: Meilensteine der Stammzellforschunghttp://www.wissenschaft.de/archiv/-/journal_content/56/12054/1617969/Meilensteine-der-Stammzellforschung/Internet 6: Durchbruch in der Genforschunghttps://www.focus.de/gesundheit/news/meilenstein-in-der-genforschung-us-forscher-klonen-erstmals-menschliche-stammzellen_aid_991223.htmlInternet 7: Morbus Parkinsonhttp://www.drze.de/im-blickpunkt/forschungsklonen/module?search_text=therapeutisches+klonenInternet 8: Parkinsonhttp://www.parkinson-web.de/content/was_ist_parkinson/entstehung/biochemische_grundlagen/index_ger.htmlSpektrum der Wissenschaft 4 / 1999 © Spektrum derWissenschaft Verlagsgesellschaft mbHInternet 9: Forschungsklonenhttp://www.drze.de/im-blickpunkt/forschungsklonenInternet 10: Ethische Aspektehttp://www.drze.de/im-blickpunkt/forschungsklonen/ethische-aspekte

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