6.13 Klonen und Stammzellen
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6.13 Klonen und Stammzellen 1b Einer Frau wird eine Eizelle entnommen. 1a Im Zellkern aller Körperzellen befindet sich die komplette genetische Information, so wie sie in der befruchteten Eizelle ganz am Anfang der Entwicklung vorlag. Bei der Technik des Klonens nutzt man diesen Umstand aus, um künstlich erbgleiche Lebewesen zu schaffen. An Säugetieren hat man die Technik des Klonens erprobt. Unter einem Klon versteht man Zellen oder Lebewesen, die genetisch identisch sind. Natürliche Klone sind zum Beispiel eineiige Zwillinge beim Menschen, durch ungeschlechtliche Fortpflanzung entstandene Ableger bei Pflanzen oder Zellen einer Bakterienkolonie. Künstliche Klone können durch Zellteilungen im Reagenzglas oder durch Übertragung von Zellkernen erzeugt werden. Unter Fortpflanzungsklonen oder reproduktivem Klonen versteht man beim Menschen einen künstlich gezeugten Klonembryo, der in die Gebärmutter einer Frau eingesetzt wird, damit sich daraus ein Mensch entwickelt und geboren wird (Abb. 1). Dieses Kind wäre hinsichtlich seiner Erbanlagen eine Kopie des Menschen, der den Zellkern gespendet hat. Das reproduktive Klonen ist weltweit geächtet. In Tierversuchen ergab sich, dass Klontiere ein erhöhtes Risiko für Entwicklungsschäden und bestimmte Krankheiten haben. Beim therapeutischen Klonen wird der künstlich gezeugte Klonembryo zerlegt, um so genannte Stammzellen zu erhalten (Abb. 2). Stammzellen haben die Fähigkeit, sich zu verschiedenen Zelltypen entwickeln zu können. Man hofft, aus Stammzellen im Labor verschiedene Gewebe züchten zu können, die als Ersatz für krankes Gewebe beim Spender des Zellkerns dienen. Sowohl das reproduktive Klonen als auch das therapeutische Klonen sind bezüglich des Menschen in Deutschland verboten. Allerdings dürfen deutsche Forscher unter strengen Auflagen mit bestimmten Stammzellen aus anderen Ländern wissenschaftliche Untersuchungen betreiben. 122 Einem Menschen wird eine Körperzelle entnommen. 2a Der Körperzelle wird der Zellkern entnommen. 2b Der Eizelle wird der Zellkern entnommen. Im Reagenzglas werden der Zellkern der Körperzelle und die Eizelle ohne Zellkern verschmolzen. 3 Zellkern Eizelle 4 Die Zellen teilen sich im Reagenzglas. 5 Der Embryo wird in die Gebärmutter einer Frau übertragen. 1 Die Technik des reproduktiven Klonens Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in Kultur unbegrenzt zu teilen. Sie können zu verschiedenen Zelltypen mit speziellen Aufgaben ausreifen, zum Beispiel zu Herz-, Muskel-, Haut- oder Leberzellen. Embryonale Stammzellen sind Stammzellen eines frühen Embryonalstadiums, die totipotent sind oder deren Fähigkeit zur Bildung verschiedener Zelltypen nur geringfügig eingeschränkt ist. Adulte Stammzellen kommen bei Kindern oder Erwachsenen vor, zum Beispiel im Knochenmark. Sie können noch zu bestimmten Zelltypen ausreifen. Adulte Stammzellen aus dem Knochenmark können verschiedene Blutzellen bilden. Reproduktion Grundwissen Beispiel: Leberkranke Frau Entnahme einer beliebigen Körperzelle (z. B. Hautzelle) 1 Glossar anfertigen. Unter einem Glossar versteht man eine Liste von Wörtern mit Erläuterungen und Definitionen. Fertige anhand des Textes auf der linken Seite ein Glossar der fett gedruckten Begriffe. Entnahme einer Eizelle 2 Reproduktives und therapeutisches Klonen. Der Körperzelle wird der Zellkern entnommen. Leber wird der Frau implantiert Der Eizelle wird der Zellkern entnommen. Der Zellkern und die Eizelle werden verschmolzen. Ersatzleber wird gezüchtet a) Beschreibe die Abläufe in Abbildung 2 in einem zusammenhängenden Text. Erarbeite anhand der Grundwissenseite und der Abbildung 2 Argumente für und gegen therapeutisches Klonen. Beachte dabei auch Herkunft und Eigenschaften embryonaler und adulter Stammzellen. b) Vergleiche reproduktives und therapeutisches Klonen (Abb. 1, 2). Nenne Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Nenne mögliche Gründe dafür, dass das reproduktive Klonen weltweit abgelehnt wird, das therapeutische Klonen jedoch nicht. 3 Eizellen und Spermazellen aus dem Labor. In gesteuerte Entwicklung der embryonalen Stammzellen zu Leberzellen Durch Zellteilungen entsteht ein Embryo. Der Embryo liefert embryonale Stammzellen. 2 Therapeutisches Klonen mit Embryonen Hautzelle den Jahren 2003 und 2004 ist es erstmals gelungen, aus embryonalen Stammzellen von Mäusen Eizellen sowie Spermazellen zu züchten. Abbildung 3 zeigt mögliche Folgen, wenn man die an Mäusen gewonnenen Erkenntnisse ohne Berücksichtigung rechtlicher und ethischer Fragen auf den Menschen überträgt. Beschreibe und bewerte die Möglichkeiten der Fortpflanzungstechniken (Abb. 3). Welche ethischen Bedenken lassen sich formulieren? Eizelle mit Kern Eizelle künstliche Befruchtung Zellkern einer Hautzelle Eizelle entkernen Spermien aus embryonalen Stammzellen künstliche Befruchtung Entstehung eines Embryos Der Zellkern und die Eizelle werden verschmolzen. embryonale Eizellen aus Stammzellen embryonalen Stammzellen künstliche Befruchtung 1. Fall: Kind mit Mutter und Vater 2. Fall: Kind mit einem genetischen Vater 3. Fall: Kind mit zwei genetischen Vätern 3 Fortpflanzung mit Stammzellen, hier ohne Berücksichtigung rechtlicher und ethischer Fragen 123 Arbeitsmaterial
