Werkstuk Biologie Klonen

Transcriptie

1 Werkstuk Biologie Klonen Werkstuk door een scholier 3554 woorden 26 mei ,6 343 keer beoordeeld Vak Biologie Inleiding. Ik ga een werkstuk maken over klonen/ kloneren. Klonen is ongeslachtelijk voortplanten. Eerst ga ik uitleggen wat klonen precies is, ik ga het over schaap dolly en stier herman hebben, en aan het eind geef ik de voor en nadelen van klonen. Ten slotte geef ik mijn eigen mening of ik vind dat het verboden moet worden of juist niet. Klonen. Klonen is het ongeslachtelijk voortplanten. Dit wil zeggen dat een organisme een identieke kopie van zichzelf krijgt, niet alleen het fenotype (=uiterlijk) maar ook genotype (=alle erfelijke eigenschappen). In de natuur komt het klonen ook veel voor bijvoorbeeld bij varens, koralen, bacteriën en kankercellen. Behalve in de natuur word er ook kunstmatig gekloond in de jaren zestig waren er al kikkers gekloond en in 1997 werd het eerste zoogdier gekloond: Een schaap, Dolly, daar vertel ik later meer over. Er wordt sindsdien veel geprotesteerd tegen het klonen van dieren, omdat mensen zich er zorgen over maken of het wel ethisch verantwoordelijk is. Intussen zijn er wel verschillende dieren succesvol gekloond: muizen, schapen, geiten, runderen, konijnen en apen. Er zijn veel Amerikaanse wetenschappers die mensen willen klonen, maar het is tot nu toe alleen gebruikt op dieren. Wat is klonen? Met klonen wordt bedoeld dat twee organismen dezelfde erfelijke eigenschappen hebben. Om iets meer van klonen te begrijpen moet eerst de betekenis van genen in cellen worden uitgelegd en de manier waarop DNA de erfelijke eigenschappen bepaalt. De erfelijke eigenschappen van een organismen zijn vastgelegd in de genen. De combinatie van DNA in een gen bepaalt de eigenschap van zo een gen, terwijl alle genen samen de genetische eigenschappen van een organisme vastleggen. Door het DNA structuur in een bepaald gen te veranderen kan de eigenschap van dat gen worden veranderd. Dit wordt genetische manipulatie genoemd. Oorspronkelijk was klonen meer een middel om planten die van hoge kwaliteit waren na te maken (te klonen) om de goed productie van die plantsoort te behouden. Een andere naam hiervoor is plantenveredeling: je probeert een aantal gewenste eigenschappen homozygoot aanwezig te krijgen in alle nakomelingen. Belangrijke middelen hiervoor zijn zelfbestuiving en inteelt. Om nieuwe eigenschappen te verkrijgen die het organisme beter of sterker maken, worden vaak mutaties gecreëerd door bestraling Pagina 1 van 8

2 of behandeling met mutagenen stoffen. Wat is het nut van klonen? Al heel lang kunnen wetenschappers jonge embryo s opsplitsen in twee of meer delen, waarna elk deel uitgroeit tot een gezond dier. Het bijzondere van Dolly is dat ze gemaakt is van een cel van een volwassen dier. In een heel jong embryo kunnen de cellen nog tot van alles uitgroeien, maar de lichaamscellen van een volgroeid dier hebben hun keuze bepaald. Ze zijn lever of nier of kuitbeen geworden en ze kunnen niet meer terug. Tenminste dat dachten de mensen. Het werk van de Schotse wetenschappers die Dolly hebben gemaakt laten zien dat een cel wel degelijk kan vergeten wat hij is en kan terugkeren naar de staat van onbeschreven blad die een embryocel heeft. Dat was een wetenschappelijke doorbraak met grote gevolgen. Als je eenmaal begrijpt hoe en waarom lichaamscellen hun keuzes maken, dan kan je daar ook invloed op uitoefenen. Je zou de groei van kankercellen kunnen stoppen of de huidgroei van iemand die een lelijke brandwond heeft kunnen stimuleren. Je zou een beschadigde zenuwcel, die normaalgesproken niet meer herstelt, weer kunnen laten aangroeien. Dat zou fantastisch nieuws zijn voor mensen met een hersenbeschadiging of een gebroken rug. Maar ook het klonen van dieren wordt om medische redenen gedaan. Er zijn namelijk medicijnen die alleen maar door genetische veranderde zoogdieren geproduceerd kunnen worden. Als voorbeeld, stollingsfactoren: eiwitten die het bloed laten stollen na een verwonding. Mensen met hemofilie kunnen die niet zelf maken. Er zijn geiten gemaakt die dit menselijk eiwit wel produceren. Een ander voorbeeld is het schaap Tracey, dat elke keer dat ze gemolken wordt meer alpha-1-antritrypsine produceert dan al die fabrieken die dat produceren bij elkaar. Die stof is een medicijn voor mensen met cystische fibrose, een aangeboren ziekte waardoor onder andere longen worden beschadigd. Er is een grote hoeveelheid van die medicijnen nodig, om alle patiënten te kunnen helpen. Jammer genoeg is het niet zo makkelijk om geiten en schapen eiwit te laten maken. Dus als je er eenmaal eentje hebt, zou het erg handig zijn om er een paar kopietjes van te kunnen maken. En dat kan nu. Ian Wilmut, het hoofd van onderzoekers die Dolly hebben gemaakt, zegt: ik denk dat we hier binnen drie jaar gekloonde dieren hebben lopen die nieuwe medicijnen maken. Waarschijnlijk zowel koeien als schapen. Natuurlijk duur het dan nog even voordat die producten gebruikt kunnen en zullen worden, maar binnen drie jaar zijn die dieren er. Hieruit blijkt dat klonen inderdaad belangrijk is en kan worden. Technieken voor het klonen. Er zijn verschillende manieren om organismen te klonen ik bespreek er een paar: -Kerntransplantatie. In iedere lichaamscel van een mens en dier bevat een kern en in deze kern bevindt zich zijn/haar volledige informatie van erfelijke eigenschappen, opgeslagen in het DNA. Uit een willekeurige lichaamscel wordt de kern verwijderd en overgebracht (getransplanteerd) naar een (onbevruchte) eicel waaruit de kern is Pagina 2 van 8

3 weggenomen. Door een elektroshock versmelt de kern met de eicel en ontstaat zodoende een kunstmatig bevruchte eicel, die tot deling kan worden aangezet. Vervolgens wordt dit embryo in de baarmoeder van een zogenaamde draagmoeder ingebracht om verder te kunnen uitgroeien. Het bekende gekloneerde schaap Dolly is op deze wijze tot leven gebracht. De ter wereld gekomen kloon is dus identiek met de donor waarvan de kern afkomstig is, omdat zijn/haar erfelijke eigenschappen dezelfde zijn: de kloon en de donor kan je beschouwen als tweeling. Pas in 1952 lukte het Robert Briggs en T.J. King de eerste kerntransplantatie uit te voeren met kikkerembryo s. De twee onderzoekers verwijderden met behulp van een pipet de kern uit een onbevruchte eicel, en injecteerde in plaats daarvan de kern van een embryonale kikkercel. Hoewel hun experiment maar in driekwart van de gevallen een normaal ogend kikkervisje opleverde en de dieren nooit de gemiddelde volwassen leeftijd bereikte, hebben zij hier wel mee bewezen dat het in principe mogelijk is op via kerntransplantatie kikkerklonen te maken. -Twinning techniek. Dit is een techniek die ook in de natuur voorkomt. Hierbij wordt een embryo in een vroeg stadium, meestal al na de eerste deling, in tweeën gesplitst. De cellen worden gesplitst door middel van een chemisch mengsel dat toegevoegd wordt aan het zygote. Hierdoor lost het beschermlaagje dat om de zygote zit op. Daarna wordt een stof toegevoegd die een nieuw kunstmatig beschermlaagje maakt om de twee cellen apart, waardoor een eeneiige tweeling kan ontstaan. Deze techniek wordt al langere tijd toegepast bij het klonen van vee, met name bij het klonen van runderen. Deze techniek is ook al gebruikt bij het klonen van mensen. Het is onbekend of deze cellen kunnen volgroeien tot baby s, omdat er expres zieke cellen zijn gebruikt die zichzelf na 5 delingen, dus bij het 32-celli stadium, vernietigen. Tot het 32-celligstadium gedroegen de cellen zich gewoon. - Roslin-techniek. Het maken van een kloon van een volwassen dier gebeurt op een andere manier, met behulp van nuclear transfusion. Dit gebeurt bij de Roslin-techniek. Daarbij wordt een donorcel ingebracht in een eicel. De Roslin-techniek is vernoemd naar het instituut dat er in juli 1996 voor het eerst in slaagde een volwassen zoogdier, een schaap te klonen. Er werd toen gebruik gemaakt van deze techniek. Bij de Roslin-techniek wordt eerst de kern van de eicel, die het DNA en dus ook het erfelijke materiaal van de eicel bevat, verwijderd. Dan wordt er aan de donorcel eerst een stof toegediend die de groei van de cel bevordert. De donorcel wordt daarna op kunstmatige wijze in de Go-fase gebracht, de rustfase van een cel, waardoor de cel zich niet gaat delen. De eicel en de donorcel smelten samen doordat er aan allebei de cellen verschillende stoffen worden toegevoegd die zich aan de celmembranen hechten. De twee cellen worden daarna samengebracht, waardoor die twee stoffen zich aan elkaar binden. Daarna worden de cellen in een elektrisch veld gebracht en wordt er een korte stroomstoot toegediend, waardoor de celmembranen op de plaats waar ze elkaar raken beschadigd raken. Het celmembraan herstelt dan op die plaats waardoor één cel ontstaat. Door die korte stroomstoot wordt de cel ook gelijk geactiveerd om zich te gaan delen. Het embryo wordt dan na zes dagen delen in een reageerbus in de eileider van een schaap Pagina 3 van 8

4 ingebracht. Daarna gaat deze automatisch naar de baarmoeder van het schaap. Het schaap kan daarna gewoon bevallen. -Honolulu-techniek. Een andere techniek voor het klonen van volwassen dieren is de Honolulu-techniek. Hierbij wordt gebruik gemaakt van kern overbrenging. Dat wil zeggen dat de kern van een donorcel in een eicel zonder kern geplaatst wordt. Met de Honolulu-techniek is het voor het eerst gelukt om muizen te klonen, die, in vergelijking met bijvoorbeeld schapen, moeilijk te klonen zijn. Dat komt omdat na de bevruchting de samengesmolten cellen zich gelijk beginnen te dellen. Bij schapen gebeurt dat pas na enkele uren. Bij klonen kan de eicel schapen dus wat langer wennen aan haar nieuwe kern voordat ze gaat delen. In juli 1998 maakten wetenschappers van de universiteit van Hawaï in Honolulu bekent dat zij drie generaties muizen hadden gekloond. De Honolulu-techniek lijkt veel op de Roslin-techniek. Ook hier wordt eerst een eicel ontkernd. Dan wordt de kern van de donorcel, ook in de rustfase, in de eicel ingebracht. De eicel wordt door suctie me een pipet (smalle glazen buis) vastgehouden. De kern van de donorcel wordt dan met een hele fijne naald ingebracht. Na ongeveer een uur heeft de eicel haar nieuwe kern geaccepteerd. Na nog eens vier uur worden de samengesmolten cellen in een chemisch mengsel gedaan waardoor de cel zich gaat delen. In dat chemische mengsel zit een bepaalde stof die de groei van poollichaampjes stopt. Poollichaampjes zijn dochtercellen van een eicel, die de helft van de chromosomen van de eicel opnemen, zodat de eicel de andere helft van de chromosomen van sperma ontvangt. Bij klonen moet die groei van poollichaampjes gestopt worden, omdat er geen sperma aan te pas komt, en de cel anders maar de helft van alle chromosomen ontvangt die hij zou moeten ontvangen. Als alles goed gaat, delen de gefuseerde cellen zich een aantal keren. Er ontstaat dan een embryo dat gewoon in de baarmoeder van een andere muis geplaatst kan worden. Daar groeit het embryo verder en na een normale draagtijd kan de kloon op natuurlijke wijze ter wereld komen. Tot nu toe functioneren de gekloonde muizen goed, ze kunnen zich ook gewoon voortplanten. Verschillen tussen twee dezelfde klonen. Als twee kloon kinderen in hetzelfde gezin opgroeien, komen er dan helemaal geen verschillen tussen die twee? Meeste denken dat er geen verschil is, maar uit onderzoek met gekloonde dieren weten ze dat er heel kleine verschillen in uiterlijk komen. De een kan in de baarmoeder net iets meer voeding gehad hebben dan de ander. Dus: de een is bij de geboorte al iets groter dan de ander. Bij mensen zou hetzelfde gebeuren. Stel je voor dat de moeder bij het eerste kloon-kind zou roken, maar bij het tweede niet. Het gevolg daarvan is dat het eerste kind kleiner is bij de geboorte dan het tweede kind. En als kloon-kinderen in verschillende baarmoeders opgroeien, zullen de verschillen natuurlijk nog groter zijn. Je kunt kloonkinderen goed vergelijken met eeneiige tweelingen. Zo was er een tweeling met een zeldzame erfelijke huidziekte. Bij de twee zussen kwam de ziekte op heel verschillende plaatsten op het lichaam naar buiten. En psychologen hebben onderzoek gedaan onder de weinige eeneiige tweeling die na hun geboorte bij verschillende gezinnen opgroeide. In sommige gevallen leken de broers of zussen ook jaren later nog als twee druppels water op elkaar. Maar in andere gevallen vonden psychologen juist heel grote veranderingen. Kortom: daar werden ze dus niet veel wijzer van. Pagina 4 van 8

5 Het beroemdste schaap ter wereld, Dolly. In Schotland is een schaap gekloond. Het heet Dolly en leeft in een stal bij de stad Edinburgh. Foto s van Dolly zijn over de hele wereld in kranten afgedrukt. En filmpjes met Dolly waren op alle televisiejournaals te zien. Dolly heeft geen vader, maar wel meerdere moeders. Dolly is een kloon een exacte kopie van haar donormoeder. Voor sommige diersoorten is dat heel normaal maar voor zoogdieren niet. Aan Dolly waren maar liefst 276 mislukte kerntransplantatie pogingen voorafgegaan. Dolly is dan ook in een laboratorium gemaakt. Uit een enkele cel van de uier van een ooi lieten wetenschappers een compleet lammetje groeien. Om dat voor elkaar te krijgen hebben ze de kern van die cel, met daarin de erfelijke informatie, laten versmelten met een eicel van een ander schaap, waar de eigen kern uit was gehaald. Met een elektrisch schokje werd de eicel ertoe aangezet om zich te gaan delen en het beginnende embryo werd in de baarmoeder van een derde schaap gezet. Vijf maanden later werd Dolly geboren. Dolly lijkt sprekend op haar donormoeder die de uiercel heeft geleverd en helemaal niet op het schaap dat haar op de wereld heeft gezet. Het is nog nooit eerder gelukt om op deze manier een kloon van een zoogdier te maken. Maar denk maar niet dat iedereen stond te juichen, toen mensen te horen kregen dat Dolly was geboren. Nee dat was zeker niet zo, meer mensen waren juist er helemaal niet blij mee. Die mensen waren bang voor wat er na ging gebeuren, ze waren bang dat er nu ook mensen gekloond zouden worden. Want als het met een schaap lukt, dan zal het met een mens ook wel kunnen. Op de linkerfoto zie je Dolly met zijn Draagmoeder, je ziet dat ze daar helemaal niet op lijkt. Op de rechterfoto zie je Dolly als volwassen schaap. En in het midden met zijn donormoeder. Klonen van mensen. Na de doorbraken op het gebied van het klonen van dieren, begon iedereen ook weer te praten en kwamen er weer discussies over het klonen van mensen. Veel mensen zijn er op tegen, omdat dat ze vinden dat kinderen krijgen op een natuurlijke manier hoort te gaan, en niet dat je kinderen moet gaan maken. In oktober 1993 meldden de Amerikaanse onderzoekers Jerry Hall en Robert Stillman dat zij klonen van menselijke embryo s hadden gemaakt. Op de klassieke manier kliefde zij de embryo s tot losse cellen, die zij vervolgens in een kunstmatig omhulsel plaatsten. De onderzoekers maakten uit zeventien menselijke embryo s 48 klonen, die zij lieten uitgroeien tot maximaal het tweeëndertig cellig stadium. Dat is precies het moment waarop het embryo geschikt is voor plaatsing in de baarmoeder om verder te groeien. Maar in plaats daarvan vernietigde Hall de klonen. Hoewel de klonen dus nooit het levenslicht zagen, veroorzaakte het nieuws grote commotie. Het klieven van embryo s is een gebeurtenis die zich ook natuurlijk voordoet, zo ontstaan namelijk ook eeneiige tweelingen. Bezwaren. Bij het reproductief klonen (om een kind te krijgen) is een belangrijk medisch bewaar dat je niet kan weten of de kinderen gezond zullen zijn. Proeven bij dieren hebben uitgewezen dat de schade aan het Pagina 5 van 8

6 genetische materiaal als van de kloonprocedure groot kan zijn. Bij muizen stelde mensen problemen met de ademhaling, de bloedsoploop en het gewicht vast. Wetenschappers die nu al gaan klonen, stellen de vruchten dus aan grote risico s bloot. Voordat het experiment met Dolly slaagde zijn daar is 277 mislukte pogingen gedaan. Tot nu toe is klonen 203 keren gelukt bij o.a. koeien, geiten, varkens en muizen, maar totaal mislukt bij apen, honden, katten en ratten. Bovendien vertoonden veel embryo s allerlei defecten. Hieruit zie je al dat er nog veel te weinig informatie is om een organisme probleemloos te klonen, en het risico om mensen te klonen is al zeker te groot. Daardoor maken ook veel mensen bezwaar tegen het klonen van mensen. Voor en nadelen van klonen. Aan het klonen van dieren en mensen zitten veel voordelen vast maar ook veel nadelen. Ik ga nu kijken of de voordelen of de nadelen belangrijker zijn daarna kan ik in mijn conclusie met een duidelijk beeld zeggen of ik vind dat het verboden moet worden of niet. In veel boeken en films over de toekomst wordt klonen afgeschetst als kwaadaardige mensen die worden gekopierd en die de wereld over nemen. Er worden kopieën gemaakt van Hitler, Bin Laden, Stalin en andere bekende dictatoren. Altijd loopt het uit de hand in dat soort boeken of films. Maar veel mensen denken niet aan de voordelen van klonen van dieren en mensen. Eerst de voordelen. Zo zou er nooit meer een tekort zijn aan donoren. Bij varkens bijvoorbeeld zou er eerst iets veranderd kunnen worden aan hun DNA. Hierdoor zouden de organen van dieren geaccepteerd worden door het menselijke lichaam, omdat het gewijzigde DNA RNA afsplitst dat dan menselijke proteïnen (eiwitten) afgeeft. Dieren zouden door middel van gewijzigd DNA ook medicijnen kunnen maken, zoals nu al gebeurd bij micro-organismen (insuline). Als iemand leukemie (een soort kanker) krijgt, is de kans maar klein dat er een geschikte donor gevonden wordt voor een beenmergtransplantatie. De kans op afstoting door het lichaam is daarbij heel groot. Men zou dan ook een kloon kunnen maken van degene die leukemie heeft. Deze zou dan, al tijdens het embryonale stadium, cellen kunnen leveren voor het vervangen van beenmerg. Een kloon kan op die manier grof gezegd voor reserve onderdelen zorgen. Ook zou weefsel hersteld of zelfs vervangen kunnen worden. Voor mensen die de ziekte van Alzheimer hebben zou er de mogelijkheid bestaan nieuwe hersencellen te kweken. Bij Alzheimer sterven hersencellen sneller af dan normaal en vooral op bepaalde plaatsen in hersenen. Deze gaten zouden opgevuld kunnen worden door het nieuwe gekloonde weefsel. Veel vormen van kanker zouden misschien bestreden kunnen worden doordat mensen beter kunnen onderzoeken hoe cellen zich delen in het embryonale stdium. Kankercellen dellen zich ongeremd, net zo snel als de cellen van een embryo. Waarschijnlijk komt dat doordat er een bepaalde mutatie ( een blijvende verandering in het DNA) in zo een cel heeft plaatsgevonden, waardoor een bepaalde gen kapot is gegaan en de cel niet meer reageert op een stof die de delingssnelheid in de cel regelt. Met behulp van embryonaal onderzoek zou onderzocht kunnen worden welke genen en stoffen de celdeling activeren en stoppen. Als die stoffen aan een kankercel toegevoegd zouden worden, zal deze stoppen met groeien. Pagina 6 van 8

7 Ook zouden echtparen waarvan de man of de vrouw onvruchtbaar is, door middel van klonen een kind kunnen krijgen dat van hetzelfde bloed is als van een van hen. Ook homoseksuele paren zouden zo kinderen kunnen krijgen. Ook mensen met een verhoogde kans op het krijgen van een kind met een erfelijke ziekte, bijvoorbeeld het syndroom van Down, kunnen dat op deze manier doen. Of je kan mensen met talenten kunnen klonen, want een deel van een talent wordt door het erfelijke materiaal bepaald. Op die manier zou je perfecte mensen kunnen klonen. Er zijn natuurlijk niet alleen voordelen maar er zitten ook nadelen vast aan het klonen van dieren en mensen. Zo is het klonen nog in een experimentele fase. Alleen Dolly heeft bijvoorbeeld al meer dan 270 voorgangers gehad. Alleen Dolly is ook daadwerkelijk geboren. Vrouwen ouder dan 35 jaar hebben vaak een verhoogd risico op een kind met het syndroom van down of andere ernstige aandoeningen. Dat komt omdat zij hun eicellen al heel hun leven bij zich dragen en er mutaties opgetreden kunnen zijn in de cellen. Als men een volwassen dier of mens kloont, wordt die kans natuurlijk ook groter. Hoe lang zal een gekloond dier of mens leven, als er al een oude celkern gebruikt is bij het klonen? Verder zou de verscheidenheid van de natuur beschadigd worden, zoals je nu al ziet bij bepaalde planten en dieren (mais dat aangetast wordt door bepaalde ziektes). Als er dan een bepaalde ziekte uitbreekt, zou haast niemand meer resistent zijn voor zo n ziekte, omdat het gen, dat er voor zorgt dat iemand die ziekte niet krijgt, is weggekloond. Sommige mensen verwachten ook dat je door klonen precies dezelfde kopie krijgt van de donorcel. Dat zou echter niet het geval zijn, ze zouden alleen hetzelfde uiterlijk hebben en bepaalde karaktereigenschappen. Maar een groot deel van je persoonlijkheid wordt gevormd door je omgeving en niet door je genen. Verder zullen waarschijnlijk alleen mensen gekloond worden die rijk zijn of zeer getalenteerd. Zo zou er een scheiding ontstaan in de maatschappij. Ook zou de wereld overbevolkt raken als iemand zomaar wat klonen van zichzelf zou kunnen maken. Voor mij is het nu duidelijk dat sommige vooroordelen niet waar zijn, en dat het klonen van dieren en mensen wel degelijk voordelen kan hebben. Sommige nadelen zullen echter niet verdwijnen. Conclusie. Nadat ik net verschillende voordelen en nadelen heb genoemd, vind ik dat klonen moet worden toegestaan. Maar dan alleen om mensen met medische problemen te helpen. Ik vind het NIET nodig dat het wordt toegestaan om mensen te klonen. Omdat ik vind dat kinderen krijgen iets natuurlijks moet blijven en het niet kinderen maken moet worden. Er zijn ook meer voordelen dan nadelen. Het klonen kan ook van groot wetenschappelijk belang zijn bij onderzoeken naar verschillende ziektes en afwijkingen, dat vind ik de belangrijkste reden. En waarom zou je het verbieden als je door middel van klonen mensen kan helpen? Moeilijke woorden. Homozygoot= het genenpaar voor een eigenschap bestaat uit twee gelijke genen. Mutatie= plotselinge verandering in het genotype (= informatie voor erfelijke eigenschappen) Hemofilie= onvermogen van het bloed om te stollen. Pagina 7 van 8

8 Zygote= cel, die ontstaat na de bevruchting van een eicel. Celmembranen= de buitenkant van een cel. Gefuseerde of fuseren= samensmelten. Pagina 8 van 8