Klonen

Unter dem Begriff Klon versteht man eine Gruppe genetisch identischer Lebewesen, Zellen oder Nucleinsäure-Moleküle, die alle aus einem Vorläufer hervorgegangen sind.

Auf natürliche Weise entstehen Klone durch ungeschlechtliche Fortpflanzung. Beispiele sind Zweiteilungen von Einzellern (z.B. Bakterien, Cyanobakterien, Hefen, Amöben), Knospung (Abschnürung von Organismusteilen, z.B. bei einigen Würmern, Schwämmen), Abtrennung (durch äußere mechanische Einflüsse) von Teilen eines Organismus, die sich wieder zu vollständigen Lebewesen regenerieren können (z.B. Regenwurm, viele Pflanzen, genutzt als Ableger oder Steckling), Vermehrung über vegetative Sporen (z.B. viele Pilze, einige Bakterien und Pflanzen), Vermehrung über spezifische ungeschlechtliche Fortpflanzungsorgane (z.B. Küchenzwiebel, Kartoffel) und eineiige Mehrlingsbildung (durch Teilung des frühen Embryos).

In den Techniken der Zellkultur und Organkultur werden Zellen bzw. Zellverbände im Allgemeinen in künstlichen Medien klonal vermehrt. In manchen Systemen der Pflanzenzellkultur können wieder vollständige Pflanzen regeneriert und so in klonaler Form beliebig vermehrt werden (z.B. Kiwi).

In der molekularen Genetik bezeichnet Klon im Allgemeinen ein DNA-Fragment (häufig mit einem Gen), das in einem Vektor eingebracht ist und in einem Wirtsorganismus (häufig Escherichia coli) beliebig vermehrt werden kann.

In der klassischen Genetik benutzt man die Technik der Klonierung zur Herstellung von Klonen und in der Molekulargenetik bezeichnet die Klonierung die Isolierung und anschließende Vermehrung spezifischer DNA-Fragmente (häufig Gene). Dies ist durchführbar, entweder über die neueren Methoden der PCR (polymerase chain reaction, zellfreies Klonen oder Klonieren), der Gensynthese, oder über die vielfältigen Methoden, in denen das DNA-Fragment mit einem Vektor verknüpft und in einem Wirtsorganismus vermehrt wird.

Der schwierigste Teil ist die Isolierung des gewünschten Gens. Ausgangspunkt ist meist die Anlage einer genomischen oder einer cDNA-Genbank in Escherichia coli. Die Wahl der Klonierungsstrategie und des Vektorsystems ist abhängig davon, was über das Gen oder sein Genprodukt bekannt ist.

Im Folgenden sind fünf häufig benutzte Strategien aufgeführt: