Erbinformation?
Warum ist die Erbinformation eines künstlich erzeugten Klons nur etwa zu 99% identisch mit der des zu klonenden Organismus?
3 Antworten
Das hat zwei Gründe:
- Mitochondrien haben eine eigene DNA (mitochondriale DNA, mtDNA). Weil beim Klonen die Mitochondrien in der Eizelle verbleiben, trägt der Klon die mtDNA der Eizellspenderin und diese ist von der mtDNA des Kerngenomspenders verschieden. Identisch wäre die mtDNA nur, wenn die Mutter des Kerngenomspenders zugleich die Eizellspenderin des Klons ist.
- Bei eineiigen (monozygotischen) Zwillingen stimmt auch die mtDNA überein. Da beide aus derselben Zygote hervorgehen, ist ihr Genom völlig identisch. Das ist jedoch nur anfangs so. Durch individuell verschiedene und spontan auftretende Mutationen, z. B. durch Kopierfehler bei der DNA-Replikation, unterscheidet sich das Genom in zunehmendem Maß. Der Unterschied wird größer, je älter die Zwillinge werden. Die Unterschiede sind aber so gering, dass sie mit den herkömmlichen molekularbiologischen Verfahren nicht aufspürbar sind. Es gibt zwar bereits Verfahren, die so hochauflösend sind, dass damit auch eineiige Zwillinge voneinander unterschieden werden können, die sind aber sehr aufwändig und teuer und werden darum so gut wie nie angewendet. Dennoch, zumindest theoretisch sind eineiige Zwillinge wegen der individuellen Mutationen nicht zu 100 % genetisch identisch, sondern "nur" zu 99.99%. Was für eineiige Zwillinge gilt, gilt auch für Klone.
Übrigens: selbst bei exakt 100-%iger genetischer Übereinstimmung sind zwei Individuen nie exakt gleich. Eineiige Zwillinge können etwa eine unterschiedliche Körpergröße haben, auch das Muster ihrer Fingerabdrücke unterscheidet sich voneinander. Als man mit Copy Cat die erste geklonte Hauskatze erschuf, ähnelte diese ihrem "Original" phänotypisch kein bisschen. Beide waren zwar Schildpattkatzen (dreifarbig schwarz-weiß-rot gefleckt), das Fleckenmuster war jedoch völlig anders. Grund für diese Abweichungen sind unterschiedliche ontogenetische Entwicklungen, die nicht genetisch bedingt sind. Im Fall der Schildpatt-Katzen ist z. B. die zufällige X-Inaktivierung die Ursache: die Fellfarbe wird x-chromosomal vererbt. Schildpattkatzen sind heterozygot, d. h. ein X-Chromosom trägt das Allel für rotes Fell, das andere das Allel für schwarzes Fell (da nur weibliche Katzen zwei X-Chromosomen haben, sind Schildpattkatzen (fast) immer weiblich). Im Rahmen der Gendosiskompensation wird in einem bestimmten Entwicklungsstadium in allen Zellen eines der beiden X-Chromosomen durch die Epigenetik (fast) vollständig stumm geschaltet. Das geschieht in jeder Zelle zufällig. Sind die Zellen erst einmal determiniert, geben sie die Information, welches der X-Chromosomen ausgeschaltet werden soll, an ihre Tochterzellen weiter. In diesen wird dann das gleiche X-Chromosom inaktiviert, wie in der Mutterzelle. Abhängig davon, welches der X-Chromosomen entwickelt sich so ein zufälliges und daher trotz genetischer Übereinstimmung nie gleiches Fellmuster.
Die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen haben eine eigene DNA, weil sie selbst mal 'Zellen' waren. Daher stammen die immer zu 100 % von der Mutter/Eizelle.
Für einen 100 % Klon müsste man also eine Eizelle der Frau, oder der Mutter (Schwester, Großmutter, oä) nehmen.
Durch zufällig erfolgte Mutationen kommt es zu Differenzen im Erbgut (lebendiger) Klone. Diese werden aber dennoch zu fast 100% identisch sein.
Wie stark der Unterschied ist, hängt aber natürlich auch von der Größe des Genoms ab und von den äußerlichen Faktoren (wie vermehrte Wikung bestimmter Mutagene)