کلونینگ (Cloning) یا شبیه سازی

کلونینگ در زیست شناسی، عبارت است از فرآیند تولید جمعیت هایی از افراد یکسان به لحاظ ژنتیکی. این پدیده در طبیعت (به طور طبیعی) زمانی اتفاق می افتد که جاندارانی نظیر باکتری ها، حشرات یا گیاهان به روش غیرجنسی تولید مثل می کنند. کلونینگ در بیوتکنولوژی به فرآیندهایی گفته می شود که برای تولید نسخه های یکسانی از قطعات DNA (کلون سازی مولکولی)، سلول ها (کلون سازی سلول ها) یا موجودات زنده مورد استفاده قرار می گیرند. این اصطلاح همچنین به تولید نسخه های زیادی از یک محصول مانند رسانه های دیجیتال یا نرم افزار اطلاق می شود.  

کلون سازی مولکولی (Molecular cloning)

کلون سازی مولکولی عبارت است از فرآیند تولید نسخه های متعدد یکسانی از یک توالی معین DNA. کلونینگ غالبا" برای تکثیر قطعاتی از DNA مورد استفاده قرار می گیرد که حاوی ژن هستند (کلون سازی ژن)، ولی همچنین می تواند برای تکثیر هرگونه توالی دیگر از DNA شامل راه اندازها، توالی های غیررمزگذار و دیگر قطعات DNA به کار رود. نکته اینکه برای جداسازی و به دست آوردن ژن هایی که قبلا شناخته یا جداسازی نشده اند و همچنین برای تکثیر ژن های خیلی بزرگ، استفاده از کلون سازی ژن اجتناب ناپذیر است و این ها همان کارهایی هستند که از دست PCR برنمی آیند و گرنه ژن های شناخته شده ی کوچک (که بسیاری از ژن ها همین گونه اند) را با روش PCR تکثیر می نمایند.

کلون سازی سلول (Cell cloning)

کلون سازی یک سلول به معنی به دست آوردن جمعیت (یکسانی) از سلول ها از یک سلول منفرد است. در مورد موجودات تک سلولی مانند باکتری ها و مخمر، این فرآیند بسیار ساده بوده و فقط نیازمند افزودن مقداری محیط کشت مناسب است. اما در مورد کشت های سلولی موجودات پرسلولی، کلون سازی سلول کار دشوار و پرزحمتی است، چون این سلولها به آسانی در محیط کشت های استاندارد رشد نمی کنند. به هر حال برای رشد دادن انواع مختلف سلول های موجودات پرسلولی یوکاریوتی هم روشهای خاصی ابداع شده است.

کلون سازی در تحقیقات سلول های بنیادی (Cloning in stem cell research)

فرآیند انتقال هسته به سلول های سوماتیک یا SCNT نیز می تواند برای تولید جنین هایی جهت انجام تحقیقات یا اهداف درمانی مورد استفاده قرار گیرد. محتمل ترین هدف، تولید جنین هایی برای استفاده در تحقیقات سلول های بنیادی است. این فرآیند را تحت عنوان "کلون سازی تحقیقاتی یا درمانی" نیز می شناسند. در اینجا هدف، تولید انسان های شبیه سازی شده (کلونینگ تکثیری) نیست، بلکه به دست آوردن سلول های بنیادی است که می توانند برای مطالعه نمو انسان و درمان بالقوه بیماری های انسانی مورد استفاده قرار گیرند. در اینجا به محض اینکه یک بلاستوسیست کلون شده انسانی تولید شد، رده های سلولی بنیادی از آن به دست می آیند.

کلون سازی یا شبیه سازی موجودات (Organism cloning)

کلون سازی موجود (که کلونینگ تکثیری-  Reproductive cloning- نیز گفته می شود) عبارت است از تولید یک جاندار پرسلولی جدید که به لحاظ ژنتیکی با جاندار دیگری همسان باشد. این نوع کلونینگ اساسا" یک روش غیرجنسی برای تکثیر و تولیدمثل است که در آن، هیچ لقاح یا تماس بین گامتی صورت نمی گیرد. پیوند زدن (grafting) می تواند به عنوان کلون سازی در نظر گرفته شود چون همه اندام های هوایی و شاخه هایی که از پیوند منشأ می گیرند، به لحاظ ژنتیکی کلونی از یک فرد واحد به حساب می آیند. روش مورد استفاده برای شبیه سازی موجودات پرسلولی همان SCNT است. بسیاری از موجودات شامل دوزیستان، نوعی ماهی، موش های خانگی، گوسفند (دالی -Dolly-  به عنوان اولین آنها)، میمون رزوس، گاو وحشی Gaur، قاطر، اسب، بوفالو آبی و شتری به نام Injaz به عنوان اولین شتر شبیه سازی شده در سال 2009 کلون سازی شده اند.

 

کلون سازی انسان (Human cloning)

کلون سازی انسان، عبارت است از تولید کپی های یکسان ژنتیکی از یک انسان زنده یا مرده. این اصطلاح معمولا" برای کلون سازی مصنوعی انسان به کار می رود؛ کلون های انسانی به فرم دوقلوهای همسان رایج و فراوانند به گونه ای که کلونینگ آنها در طی فرآیند طبیعی تولیدمثل اتفاق می افتد. دو نوع معمول و مورد بحث از کلون سازی انسان وجود دارد: کلون سازی درمانی (Therapeutic cloning) و کلون سازی تکثیری یا تولیدمثلی یا همان شبیه سازی. کلون سازی درمانی عبارت است از کلون سازی سلول های بالغ انسانی برای استفاده در پزشکی، که این نوع کلونینگ یک حوزه اصلی و فعال پژوهشی در بسیاری از آزمایشگاهها و مراکز تحقیقاتی است. کلون سازی تکثیری به معنی شبیه سازی واقعی انسان می باشد. نوع سومی از کلونینگ هم وجود داشته و کلون سازی جایگزینی (Replacement cloning) گفته می شود؛ این نوع کلون سازی بیشتر یک احتمال تئوریک بوده و در واقع ترکیبی از کلونینگ درمانی و تکثیری است. کلون سازی جایگزینی مستلزم جایگزین سازی یک بدن شدیدا آسیب دیده، سکته زده یا در حال افول از طریق کلونینگ و به وسیله پیوندزدن کامل یا جزئی مغز می باشد.

         اشکال مختلف کلون سازی انسان همیشه مورد بحث و اختلاف نظر بوده اند. تقاضا و تلاش های زیادی جهت متوقف کردن کلونینگ انسان صورت گرفته است. برخی از انجمن های بین المللی، مراکز علمی و همچنین سازمان های مذهبی مخالف کلون سازی تکثیری هستند. برخی از مراکز و کانون های علمی جهان، خواستار ممنوعیت کلون سازی تکثیری انسان تا زمانی شده اند که مسائل و مشکلات ایمنی و امنیتی آن حل و فصل شود. نگرانی های اخلاقی جدی ای در مورد احتمال و امکان جدا کردن اندام های خاصی از کلون های انسانی در آینده به وجود آمده است. برخی این ایده را داده اند که اندام ها را می توان جدای از یک موجود انسانی رشد داد. برای این منظور، می توان اندام جدیدی را بدون ملاحظات اخلاقی مربوط به برداشت آنها از انسان، تولید کرد. همچنین در مورد ایده رشد دادن اندام هایی درون بدن موجودات دیگر نظیر خوک و گاو که از لحاظ زیست شناختی مورد پذیرش بدن انسان هستند، و سپس پیوند زدن آنها به انسان (نوعی xenotransplantation) تحقیقاتی در حال انجام است.

       اولین کلون هیبرید انسانی در سال 1998 به وسیله ACT (American Cell Technologies) تولید شد. این کلون از یک سلول پای انسان و تخمک یک گاو که DNA آن حذف شده بود، به وجود آمد و پس از 12 روز از بین رفت. از آنجا که یک جنین نرمال در روز 14 م کاشته می شود (پیوند زده می شود)، نمی شد جنین را قبل از روز 14 م به صورت انسان مشاهده کرد. البته این سوال وجود داشت که اگر یکی از جنین ها می توانست به ثمر برسد (که ممکن است حتی به ثمر رسیده باشد)، آیا با شعار ACT که می گوید هدف ACT کلونینگ درمانی است نه کلونینگ تکثیری، سازگار است.

     در ژانویه 2008 دو محقق در آزمایشگاه Stemagen Corporation کالیفرنیا به نام های Samuel Wood و Andrew French اعلام کردند که موفق شده اند برای اولین بار 5 جنین بالغ انسانی را با استفاده از DNA سلول های پوستی بالغ تولید کنند و هدف خود را ایجاد منبعی از سلول های بنیادی جنینی (ES) زیستا اعلام نمودند. دکتر ساموئل وود و یکی از همکارانش سلول های پوستی را اهدا کردند و DNA این سلول ها به تخمک های انسانی منتقل گردید. معلوم نیست که آیا جنین های مذکور قادر به نمو بیشتر بودند یا نه، اما به هر حال دکتر وود اظهار داشت که اگر هم این قابلیت ادامه نمو در جنین های مذکور وجود داشته باشد، انجام این کار با استفاده از فناوری کلونینگ تکثیری (شبیه سازی) هم غیراخلاقی و هم غیرقانونی است. سرانجام 5 جنین کلون شده انسانی که در آزمایشگاه Stemagen Corporation تولید شدند، همگی منهدم شدند.