Kann mir vielleicht jemand die Frage beantworten, ob das Schaf Dolly nun so alt ist, wie das Schaf, aus dessen Körperzelle Dolly geklont worden ist, oder ist Dolly so alt, wie es normalerweise nach der Geburt wirklich wäre?
Danke schon mal im Voraus
Christian
Hi, Christian!
Also so weit ich weiß, war Dolly schon so alt wie die Zelle aus der es geklont wurde, bevor es geboren wurde. Ihr Lebensalter kommt nochmal dazu.
Das Zellen überhaubt altern, liegt an den sog. Telomeren. Das sind Anhängsel an der DNS, die mit jeder Zellteilung kürzer werden. Irgendwann sind sie „aufgebraucht“ und die Zelle kann sich nicht mehr teilen. Man glaubt auch, dass das für das Altern von Tieren und Menschen verantwortlich ist.
Es gibt sogar Versuche, die Telomere wieder zu verlängern mit einem Enzym namens „Telomerase“.
Das ist auch eines der Probleme des Klonens, dass man immer „alte“ Zellen klont und den Tieren somit schon ein gewisses Alter beschert, befor sie geboren sind. Dolly ist glaub’ ich, sechs Jahre älter, als sie eigendlich sein müsste, da die Spenderzelle, aus der sie geklont wurde, schon sechs Jahre alt war.
Rückfrage
Hallo,
nun hat man ja erwartet, daß man wegen genannter
Probleme nicht beliebig viele Generationen klonen
kann.
Soweit ich mich erinnern kann, sollen aber Klone
wider erwarten auch nach mehreren Generationen noch
alt werden können. Hat man möglicherweise an Kleinsäugern
schon ausprobiert.
Weiß da jemand genauer Bescheid?
Gruß Uwi
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Soweit ich mich erinnern kann, sollen aber Klone
wider erwarten auch nach mehreren Generationen noch
alt werden können. Hat man möglicherweise an Kleinsäugern
schon ausprobiert.
Nach dem Erfolg mit Dolly wurden in den USA ähnliche Versuche mit Rindern gemacht, bei denen das Telomer-Problem durch spezielle Klontechinken gelöst wurde. Die Klone waren danach nicht nur so alt, wie es sich gehört, sondern sie alterten auch langsamer als ihre nicht geklonten Artgenossen.
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So nicht richtig !
Hallo Tobias !
Das Zellen überhaubt altern, liegt an den sog. Telomeren.
Das ist nicht richtig. Ganz sicher bestimmen die Telomerlängen nicht das Alter einer Zelle, wenn auch bei bestimmten Zellinien die Telemorelänge (bzw. Kürze) mit der Generation der Zellpassage korreliert. Was für das Altern verantwortlich ist, weiß man noch nicht. Die Telomere waren wegen der besagten Korrelation mal im Gespräch, das ist aber inzwischen überholt. Aktuelle Theorien schreiben den T. eine Schutzfunktion für die Zellteilung zu. Hinter den T. liegen eine Reihe „Suizid-Gene“, welche durch die T. reprimiert werden. Geht durch ein Fehler bei der DNA-Synthese/Zellteilung ein Telomer verloren, macht die Zelle Harakiri. In natura werden die Telomere bei fehlerfreier Replikation nie so kurz, daß sie einen Einfluß auf das „Alter“ der Zelle haben könnten.
Alte Zellen sind vielmehr deshalb alt, weil sie Schäden in der DNA angehäuft haben ebenso wie in Proteinen, die einem geringen Turnover unterliegen. Es lohnt nicht für Vielzeller, diese Schäden in somatischen Zellen (nicht zu verwechseln mit den generativen Zellen!) zu reparieren, da - wieder in natura, also nicht unter Laborbedingungen - die meisten Tiere sterben, weil sie verhungern, erfrieren oder dem Beutedruck unterliegen. Die Sache ist physiologisch, ökologisch und evolutionsbiologisch sehr verzwickt und läßt sich hier nicht einfach wirklich verständlich erklären, aber ein Ansatzpunkt es es hoffentlich schon…
Es gibt sogar Versuche, die Telomere wieder zu verlängern mit
einem Enzym namens „Telomerase“.
Dieses Enzym ist in vielen Zellen ganz natürlicher Weise aktiv, um die T.verkürzungen wieder auszugleichen. Wir hatten zunächst keine Methoden, die Aktivität des Enzyms nachzuweisen, da es ja in der Zelle nach der Teilung nur einmal für 48 Chromosomenenden benötigt wird (in der Taufliege, wo diese Untersuchungen stattfanden, sogar nur für 8!). In SEEEHR teilungsaktiven Tumorzellen - wo die gesamte Genregulation sowieso aus den Fugen geraten ist - konnte man es nachweisen, daher die vermutung, es würde DIESEN Zellen helfen, sich beliebig oft zu teilen und ansonsten nur in der Keimbahn aktiv sein.
Das ist auch eines der Probleme des Klonens, dass man immer
„alte“ Zellen klont und den Tieren somit schon ein gewisses
Alter beschert, befor sie geboren sind.
Ja, weil man bereits geschädigte DNA verwendet.
Gruß,
Jochen
Quelle ?
Hallo !
Nach dem Erfolg mit Dolly wurden in den USA ähnliche Versuche
mit Rindern gemacht, bei denen das Telomer-Problem durch
spezielle Klontechinken gelöst wurde. Die Klone waren danach
nicht nur so alt, wie es sich gehört, sondern sie alterten
auch langsamer als ihre nicht geklonten Artgenossen.
Das klingt interessant! Hast du eine Quelle davon ?
Beste Grüße,
Jochen
Hallo Jochen,
bei den Telomeren bin ich derzeit nicht auf aktuellem Stand und kann aus diesem Grund nichts dazu beisteuern. Allerdings ist das mit den Schaeden in dieser Form nicht richtig.
Alte Zellen sind vielmehr deshalb alt, weil sie Schäden in der
DNA angehäuft haben ebenso wie in Proteinen, die einem
geringen Turnover unterliegen. Es lohnt nicht für Vielzeller,
diese Schäden in somatischen Zellen (nicht zu verwechseln mit
den generativen Zellen!) zu reparieren, da - wieder in natura,
also nicht unter Laborbedingungen - die meisten Tiere sterben,
weil sie verhungern, erfrieren oder dem Beutedruck
unterliegen.
Diese Aussage ist falsch. So wurde z.B. ausgerechnet, dass in jedem Genom einer humanen Zelle pro 24 h etwa 100 hydrolytischen Desaminierungen vorkommen. Hinzu kommen zahlreiche weitere Schaeden u.a. durch reaktie Sauerstoff-Spezies in der Zelle, UV-Einwirkung etc. Wenn diese Schaeden nicht umgehend repariert werden wuerden, dann wuerde ein Organismus wie der Mensch nicht ein Alter von 75 Jahren oder mehr erreichen, ohne Tumore zu entwickeln. Es ist in der Tat so, dass auch in somatischen Zellen die Reparturenzyme exprimiert werden, um anfallende Schaeden schnellstens zu beseitigen. Zellinien, in welchen Reparaturenzyme durch Mutationen ausfallen, haben eine deutlich erhoehte Disposition fuer einen Verlust der Kontrolle des Zellzyklus. Trotz dieser massiven Reparatur ist es nicht verwunderlich, dass bei etwa 3e9 Nukleotiden mit der Zeit Schaeden akkumulieren, da ab und zu einige „uebersehen“ werden. Dies kann durchaus zum (weitestgehend unverstandenen) Prozess des Alterns beitragen ist aber nicht hauptsaechlich fuer den Alterungsprozess verantwortlich.
Viele Gruesse,
Christian
Hallo Christian,
wir reden über das gleich und sind auch der selben Meinung. Sicher werden DNA-Schäden repariert. Die Frage ist nicht, ob oder ob nicht repariert wird, sondern wie gut. Die Reparaturprozesse sind allesamt mit recht hohem ATP-Verbrauch verbunden, dazu kommt die Abundanz der Reparaturenzyme. Der Aufwand, Schäden zu reparieren, wächst umgekehrt proportional zur Häufigkeit verbleibender Schäden: Um KEINE Schädigungen übrig zu lassen muß die Zelle einen UNEDLICH hohen Aufwand leisten. Da gibt es eben ein Optimum, welches für somatische Zellen bei einem geringeren Aufwand liegt als für Keimzellen.
Entschuldige, wenn ich mich mißverständlich ausgedrückt haben sollte.
Grüße,
Jochen
PS: Erbkrankheiten, die ein vorschnelles Altern der Individuen bewirken (Progerie, Werner-Syndrom etc), lassen sich genetisch auf defekte in DNA-Reparatursystemen zurückführen. Das beweist zum einen, DASS Reparatur in normalen Zellen immer wichtig ist UND DASS, wenn sie schlecht funktioniert, die Zellen schneller altern, also Reparatur und Zellalterung direkt zusammenhängen.
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Sorry, kann sein, dass ich mich da vertan habe.
Ich habe einen Artikel gelesen unter
http://deutsche.nature.wissenschaft-online.de/index_…
gelesen, in dem von einer Telomerverkürzung die Rede war und dies irgendwie mit dem Alterungsvorgang zusammenhing.
Telomere???
Kann mir irgendjemand hier vielleicht sagen, was Telomere überhaupt sind, wozu sie da sind, und woraus sie bestehen?
Danke Christian
Ja sieh mal, sie schreiben:
„Dies steht nicht im Einklang mit einigen Studien, welche eine Telomer-Verkürzung vorhersagten.“
Will heißen: Es gibt keine Studien, die eine T.verkürzung in vivo nachgewiesen haben. Alles nur Theorie, und die ist offenbar nicht mal richtig (weil widersorüchliche Ergebnisse).
Weiter:
„Da nur ein bis zwei Prozent der neu gebildeten Eizellen tatsächlich lebende Klone hervorbrachten, …“
Das zeigt ein grundsätzliches Problem, anhand von klonierten Individuen irgendwas belegen zu wollen. Man macht was, das klappt selten, häufig nicht und was genau passiert, ist weder steuerbar noch bekannt. Verlässliche Forschungsergebnise darüber bekommt man mit der Zeit erst, wenn die Klonierungstechniken reproduzierbarer werden.
Meine Meinung:
Zum einen sind das alles wichtige Versuche, als erste Schritte hin zu einem Verständnis der Genetik, sie sind schwer, erfordern beste Kenntnisse der Materie, viel Know-How und Geschick, zum anderen aber folgen diese Versuche dem Leitmotiv „Denn sie wissen nicht, was sie tun“. Daß wir Säuger klonen können, heißt nur, daß wir eine Basis schaffen, etwas über die Genetik zu lernen und eben nicht, daß wir schon wüssten, wie der Hase läuft !
Gruß,
Jochen
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Also:
DNA ist ein langes Molekül, welches eine Sequenz bestimmter Bausteine enthält, welche die „Erbinformation“ kodieren (so wie Buchstaben in einem Buch). Der gesamte DNA-Faden der Zelle eines Menschen z.B. ist ca 2 Meter !!! lang. Um diesem gewaltig langen Molekül Herr zu werden zu können, liegt es nicht in einem, sondern in mehreren Stücken vor. Diese Stücke nennt man Chromosomen.
Jedes Chromosom (mal abgesehen von den Ringchromosomen von Prokaryoten und Organelle, das ist für’s Verständnis hier unwichtig) hat ein Anfang und ein Ende (bzw. zwei Enden). Diese Enden sind sehr empfindlich. Viele Enzyme bauen solche Enden ab (z.B., um sich vor viraler DNA zu schützen!) und würden die Chromosomen kaputtmachen.
Um die Enden der Chromosomen zu schützen, enthalten sie eine bestimmte Sequenz in vielen Wiederholungen. Diese Sequenzwiederholungen bilden eine bestimmte Struktur aus, was zwei Effekte hat: Zum einen läßt sich diese Struktur schwer angreifen, zum anderen binden Schutzproteine daran, die ebenfalls vor einem Abbau schützen. Diese besonders stukturierten Enden der Chromosomen werden als Telomere bezeichnet.
War das einigermaßen verständlich ?
Gruß,
jochen
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Hallo Jochen!
wir reden über das gleich und sind auch der selben Meinung.
Dann ist ja alles bestens! :o)
Ich glaube wirklich, daß es mißverständlich formuliert war, aber spätestens jetzt sollte alles klar sein!
Der
Aufwand, Schäden zu reparieren, wächst umgekehrt proportional
zur Häufigkeit verbleibender Schäden: Um KEINE Schädigungen
übrig zu lassen muß die Zelle einen UNEDLICH hohen Aufwand
leisten.
Damit hast Du 100%ig Recht. Aber thermodynamisch habe ich das noch nie verstanden (bin allerdings auch nur dummer Molekularbiologe :o) ). Wie kann man sich diesen Sachverhalt verdeutlichen? Aus dem Bauch 'raus ist schon klar, daß das so sein muß, aber…
Entschuldige, wenn ich mich mißverständlich ausgedrückt haben
sollte.
Hauptsache, alle Anderen wissen jetzt auch, was gemeint ist!
PS: Erbkrankheiten, die ein vorschnelles Altern der Individuen
bewirken (Progerie, Werner-Syndrom etc), lassen sich genetisch
auf defekte in DNA-Reparatursystemen zurückführen.
Um Deine Informationen zu vervollständigen (KEINE Korrektur :o) ): insbesondere bei dem Werner- und dem Bloom-Syndrom ist die Alterung vermutlich weniger auf DNA-Schäden direkt zurück zu führen. Ein Problem für die Zelle sind replikationsarretierende Produkte, zu denen sehr wohl auch die DNA-Schäden gehören und einen nicht unerheblichen Anteil ausmachen (aber auch DNA-Protein-Komplexe oder Sekundärstrukturen der DNA). Wenn sich eine DNA-Polymerase hier fest fährt, dann müssen die Strukturen umgangen werden und können nicht repariert werden. Es wird angenommen, daß dieser Umgehungsmechanismus nicht mehr so reibungslos abläuft und auf diese Weise Störungen der Replikation auftreten, die auch zum Alterungsprozeß beitragen.
Viele Grüße und frohes forschen,
Christian
Hallo Jochen,
da mische ich mich schon wieder mit einer Ergänzung ein!
DNA ist ein langes Molekül, welches eine Sequenz bestimmter
Bausteine enthält, welche die „Erbinformation“ kodieren (so
wie Buchstaben in einem Buch). Der gesamte DNA-Faden der Zelle
eines Menschen z.B. ist ca 2 Meter !!! lang.
Wenn ich micht nicht verrechnet habe, dann beträgt die Gesamtlänge der DNA aus allen Zellen des Körpers aneinander gehängt etwa 2 Lichminuten !
Aber das nur so nebenbei… :o)
Jedes Chromosom (mal abgesehen von den Ringchromosomen von
Prokaryoten und Organelle, das ist für’s Verständnis hier
unwichtig) hat ein Anfang und ein Ende (bzw. zwei Enden).
Diese Enden sind sehr empfindlich. Viele Enzyme bauen solche
Enden ab (z.B., um sich vor viraler DNA zu schützen!) und
würden die Chromosomen kaputtmachen.Um die Enden der Chromosomen zu schützen, enthalten sie eine
bestimmte Sequenz in vielen Wiederholungen. Diese
Sequenzwiederholungen bilden eine bestimmte Struktur aus, was
zwei Effekte hat: Zum einen läßt sich diese Struktur schwer
angreifen, zum anderen binden Schutzproteine daran, die
ebenfalls vor einem Abbau schützen. Diese besonders
stukturierten Enden der Chromosomen werden als Telomere
bezeichnet.
Daß größte Problem ist eigentlich die Replikation linearer DNA. Für die Replikation mit Hilfe einer DNA-Polymerase benötige ich immer einen Primer, da die Polymerasen nicht de novo DNA zu synthetisieren vermögen. Am Ende wird also der Primer für die Synthese generiert und nach erfolgreichem Beginn der Replikation wieder abgebaut. Dieser Bereich kann aber nicht wieder aufgefüllt werden, da vor dem Ende der DNA ja keine Möglichkeit für die Synthese eines Primers besteht. Also geht bei jeder Replikation ein Stück am Ende der DNA verloren. Die Lösung: die repetitiven Sequenzen, die Du ja schon angesprochen hast. Allerdings sind auch die irgendwann verbraucht. Da sich viele ausdifferenzierte Zellarten nicht mehr so häufig teilen, macht das auch nicht so viel aus. Bei sich rasch teilenden Tumorzellen stellt das allerdings ein Problem dar, so daß hier wieder eine Verlängerung durch die die Telomerase erfolgt (in embryonalen Zellen ist die Telomerase ja bezeichnender Weise auch noch aktiv).
Sind jetzt alle Klarheiten beseitigt?
Viele liebe Grüße von
Christian
Hallo !
Wie kann man sich diesen Sachverhalt
verdeutlichen? Aus dem Bauch 'raus ist schon klar, daß das so
sein muß, aber…
Stell dir vor, du hast ein Auto. Fabrikneu. Wenn du’s benutzt oder draussen stehen läßt, altert es. Der Lack wird stumpf, die Reifen verlieren Profil, die Scheibenwischer schlieren, Rost macht sich breit… Je besser du das Auto pflegst, desto länger sieht es neu aus. Nicht reparable Schäden lassen sich nur durch einen Turnover der Teile wieder in den „Neuzustand“ versetzen (also Austausch gegen Neuteile). So sehr du dich aber auch anstrengst, wirklich Fabrikneu wirst du ihn nicht wieder hinbekommen. Für kein Geld der Welt. Nahe dran wärst du, wenn du jede Minute eine komplett neues Auto kaufst, besser noch jede Sekunde… oder jede Millisekunde…
Um Deine Informationen zu vervollständigen (KEINE Korrektur
o) ): insbesondere bei dem Werner- und dem Bloom-Syndrom ist
die Alterung vermutlich weniger auf DNA-Schäden direkt zurück
zu führen. Ein Problem für die Zelle sind
replikationsarretierende Produkte, zu denen sehr wohl auch die
DNA-Schäden gehören und einen nicht unerheblichen Anteil
ausmachen (aber auch DNA-Protein-Komplexe oder
Sekundärstrukturen der DNA).
Wozu die transcription coupled repair ?
Wenn sich eine DNA-Polymerase
hier fest fährt, dann müssen die Strukturen umgangen werden
und können nicht repariert werden. Es wird angenommen, daß
dieser Umgehungsmechanismus nicht mehr so reibungslos abläuft
und auf diese Weise Störungen der Replikation auftreten, die
auch zum Alterungsprozeß beitragen.
Interessant. Woher ist das (Quellen) ?
Viele Grüße und frohes forschen,
dir auch !
PS: Altern ist nicht mein Forschungsgebiet… nur Hobby…
Jochen
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Nicht ganz…
Hallo Jochen,
da mische ich mich schon wieder mit einer Ergänzung ein!
Immer willkommen !
Wenn ich micht nicht verrechnet habe, dann beträgt die
Gesamtlänge der DNA aus allen Zellen des Körpers aneinander
gehängt etwa 2 Lichminuten !
Aber das nur so nebenbei… :o)
Cool !
Die Lösung: die repetitiven Sequenzen,
die Du ja schon angesprochen hast. Allerdings sind auch die
irgendwann verbraucht.
Nicht unbedingt. Die Sequenzen müssen nicht repetetiv sein. Daß sie es sind, ist vielmehr eine Folge der Arbeitsweise „sequenzgenerierender“ Systeme, wie der Telomerase.
Sind jetzt alle Klarheiten beseitigt?
Wie lang ist wohl alle DNA der Welt ?
Viele liebe Grüße
dito von Jochen
Hallo Jochen!
Stell dir vor, du hast ein Auto…
Das hast Du sehr schön verdeutlicht, vielen Dank! Aber wie lautet die Erklärung thermodynamisch? Ist das sehr komplex, oder kann man das noch verstehen?
…
Wozu die transcription coupled repair ?
Die Zellen haben ein sehr großes Arsenal an Reparaturmöglichkeiten, zu denen auch die transkriptionsgekoppelte Reparatur von DNA-Schäden zählt. Trotz diesem Arsenal kommt es immer mal wieder vor, daß Schäden der DNA nicht erkannt werden oder der Zeitraum für die Erkennung nicht ausreicht, so daß sich die Polymerase hier fest fährt (übrigens ist nur der Arrest auf dem leading strand gefährlich…). Zusätzlich gibt es relativ feste DNA-Protein-Komplexe, die die Repikation ebenfalls zum Arrest bringen können. Die müssen auch irgendwie beseitigt werden oder aber umgangen werden. Auf diese Weise ist anzunehmen, daß sich als weitere Möglichkeit die rekombinative Reinitiation arretierter Replikationsgabeln ergeben hat. Habe ich Dich jetzt mißverstanden, oder ist Deine Frage damit beantwortet?
Wenn sich eine DNA-Polymerase
hier fest fährt, dann müssen die Strukturen umgangen werden
und können nicht repariert werden. Es wird angenommen, daß
dieser Umgehungsmechanismus nicht mehr so reibungslos abläuft
und auf diese Weise Störungen der Replikation auftreten, die
auch zum Alterungsprozeß beitragen.Interessant. Woher ist das (Quellen) ?
Auf die Schnelle weiß ich jetzt nur einen Artikel:
Chakraverty et al., 1999, Defending genome integrity during DNA replication: a proposed role for ReqQ fymily helicases; Bioassays 4 (21), Seiten 286 - 294
Wenn Du mehr wissen möchtest, dann melde Dich nochmal.
PS: Altern ist nicht mein Forschungsgebiet… nur Hobby…
Womit beschäftigst Du denn, wenn Du Dich gerade nicht mit Altern beschäftigst?
Viele Grüße,
Christian
Nicht unbedingt. Die Sequenzen müssen nicht repetetiv sein.
Daß sie es sind, ist vielmehr eine Folge der Arbeitsweise
„sequenzgenerierender“ Systeme, wie der Telomerase.
Recht hast Du, die Sequenzen müssen keineswegs repetitiv sein. Wegen der Telomerase sind sie es aber… :o)
Wie lang ist wohl alle DNA der Welt ?
Naja, daß weiß ich jetzt nicht. Aber ersten habe ich mich vorhin vertan: die DNA ist nicht 2 Lichtminuten sondern 2 Lichtstunden lang. Und wenn Du zweitens davon ausgehst, daß wir 6e9 Menschen auf diesem Planeten haben mit jeweils 1e12 Zellen pro Mensch (ich weiß, es sind auch Babys darunter, aber das vernachlässige ich jetzt einmal großzügig…), dann ist die Gesamtlänge aller humanen DNA’s etwa 1e6 Lichtjahre. Wieviele Zellen hat ein Blauwal???
o)
Viele Grüße,
Christian