Da li su jednojajčani blizanci klonovi? Da li su sličniji međusolbno nego što bi to bili klonovi ili su malo više različiti nego “klon i original”? Engleski jezik ima preciznije riječi i terminologiju od jezika lokalnih naroda i narodnosti, ali moram priznati da se u rijetkim slučajevima ipak mogu naći nepreciznosti koje vode pogrešnim zaključcima. Recimo, u engleskom postoji taj vrlo šuhveli termin “identical twins” za jednojajčane blizance, koji implicira da su jednojajčani blizanci isti, a što ljude navodi na zaključak da su blizanci zapravo klonovi.
Mada, mimo engleskog govornog područja, jako često čujem: “Znači, blizanci su zapravo klonovi, zar ne?”
Jednojajčani blizanci i klonovi nemaju veze jedno s drugim. Kako terminološki, tako ni po svemu onome vezanom za njihovu DNK. Termin “jednojajčani blizanci” je bolji od “identical twins”, ali mislim da je najbolji termin i kod nas i u engleskom “monozigotni blizanci/monozygotic twins”.
Jednojajčani/MZ blizanci nastaju tako što se blastocista, nakon oplodnje, iz još neutvrđenih razloga, podijeli. Blastocista je nakupina stanica koje nastaju iz oplođene jajne stanice, dakle, nakon prodiranja spermatozoida u jajnu stanicu, a od koje se formira i embrio i zaštitne ovojnice embrija. Ovdje bih napravila malu digresiju, jer mi se čini da dosta ljudi pogrešno shvata šta se dešava nakon oplodnje – dosta ljudi misli kako sve one stanice koje nastaju diobom oplođenje jajne stanice, nakon prodiranja spermatozoida i stvaranja zigota (zigot – oplođena jajna stanica koja sadrži hromosome sadržane u jajnoj stanici i hromosome sadržane u spermatozoidu) formiraju embrio. Međutim, to nije tačno – tak mali broj stanica, unutar blastociste, koje se nazivaju embrioblast, formiraju embrio, budući organizam, bebu.
Ostale stanice formiraju trofoblast, dio blastociste koji služi za ishranu (žumančana kesa), a nakon implantacije blastociste u endometrij materice, od trofoblasta se formira placenta, amnionska kesa, horion, pupčana vrpca – svi oni dijelovi, privremeni organi, koji štite embrio/fetus i hrane ga.
Dakle, jednojajčani blizanci nasljeđuju hromosome, a time i genetičku poruku za sintezu proteina od jedne jajne stanice i jednog spermatozoida. Dakle, genetički su isti… zašto onda nisu klonovi? Zašto ih ne možemo nazvati klonovima?
Najjednostavnija definicija klona bila bi da je to organizam koji je genetički jednak nekom drugom organizmu. Međutim to bi bilo tek simplificirano pojašnjenje. Stroga definicija klona bi bila da je to pripadnik populacije genetički jednakih organizama, individua. Međutim ako se sjetimo primjera ovce Dolly, ovca Dolly i ovca od koje je Dolly nastala i nisu baš pripadnici bog-zna-kakve populacije. Čak se na taj slučaj ne može ni primijeniti ona stroga definicija populacije da su to jedinke povezane zakonitostima reproduciranja jer se ovca Dolly i ovca od koje je ona nastala nisu ni mogle biti povezane odnosom reprodukcije. Zapravo, čini mi se da svaka definicija klona ima neku rupu.
Međutim, ako se podsjetimo toga kako nastaju klonovi i kako je tim škotskog naučnika Iana Wilmuta dobio Dolly, onda ćemo vidjeti neke vrlo zanimljive stvari koje definitivno prave razliku između monozigotnih blizanaca i klonova.
Prvo, naučnici su, predvođeni Ianom Wilmutom, uzeli tjelesnu stanicu jedne ovce – ovce koju su namjeravali klonirati. Uzeli su stanicu mliječne žlijezde, što je bio dobar izbor, s obzirom da stanice koje grade žlijezde nisu visokodiferencirane, specializirane, kao što su, recimo, nervne ili mišićne stanice. Također, naučnici su uzeli jajnu stanicu DRUGE ovce i iz nje izvadili nukleus (enukleirali je), koji je sadržavao genetičku informaciju u haploidnoj formi te druge ovce. Da – sva genetička informacija nekog organizma, sadržana u haploidnoj garnituri (dakle hromosomi u spermatozoidi ili hromosomi u jajnoj stanici) je ono što nazivamo genomom nekog organizma.
Zatim su naučnici spojili “praznu” jajnu stanicu i tjelesnu stanicu prve ovce, pomoću elektroškova – ovaj proces se zove fuzija. Nastala je stanica koja je imala jedro tjelesne stanice jedne ovce i citoplazmu jajne stanice druge ovce. Dakle – uopšte se nije dogodila oplodnja, nego samo transfer genetičke informacije jednog organizma u citoplazmu stanice drugog organizma. Zapravo, jajna stanica očigledno sadrži neke faktore, koji “natjeraju” takvu stanicu da se dijeli i formira prvo morulu, pa onda blastocistu. Kada se tako nastala stanica počela dijeliti, naučnici su tu nakupinu stanica ubacili u treću ovcu, koja je poslužila kao surogat-majka da na svijet donese kloniranu ovcu Dolly koja je ličila na ovcu od koje uzeta stanica mliječne žlijezde.
Međutim, citoplazma jajne stanice ima svoje vlastite hromosome, sadržane u mitohondrijima, posebnim organelama u citoplazmi. To što mitohondriji – ti mali generatori energije u našim stanicama imaju svoju vlastitu DNK, neovisnu o DNK jedra stanice – to je još jedan dokaz evolucije i razvoja života na Zemlji. Nekada davno, neka prastanica je proždrla neku bakteriju, ali je nije probavila, nego su ta bakterija i njena DNK ostale zauvijek u stanici, dogodila se neka vrsta simbioze. DNK mitohondrija kodira mali broj proteina, ali su ti proteini-enzimi važni za stanično disanje. Mitohondrije nasljeđujemo od naših majki, jer spermatozoid pri ulasku u jajnu stanicu gubi rep, a upravo su u repu spermatozoida smješteni mitohondriji – daju mu energiju za plivanje.
Dakle – pri kloniranju embrio dobiva mitohondrijalnu DNK od donora jajne stanice, dok blizanci dobivaju svoju DNK od mame. Stoga ja postavljam pitanje da li je klon zaista genetički identičan sa organizmom od čije je tjelesne stanice nastao, kada sadrži i mitohondrije još jedne stanice? Možda bi najpreciznija definicija klona bila ta da je klon jedinka ili pripadnik populacije jedinki koje imaju istu genetičku informaciju sadržanu u nuklearnoj DNK.
Međutim, ne znači da su jednojajčani blizanci 100% isti. Naravno, poznat je utjecaj faktora okoline na formiranje fenotipa (ispoljene osobine jedinke, sve ono što se može detektovati bilo pregledom – izgled, biohemijski parametri i sl., bilo testovima – kognitivne sposobnosti, karakter i sl.) ali danas, sa većim uvidom u epigenetiku i epigenetičke promjene, bolje shvatamo mehanizme koji leže u osnovi stvaranja razlika između jednojajčanih blizanaca. Zapravo, pridjev “epigenetički” se odnosi na sve one promjene u aktivnosti nekog gena.
Recimo, jednojajčani blizanci nemaju iste otiske prstiju, a to ovisi o prenatalnim faktorima sredine – faktorima unutar materice, poput pritiska, položaja fetusa, ishrane (tačnije koliko hranljivih materija svaki fetus dobija preko pučane vrpce). Razlike između monozigotnih blizanaca počivaju na single nucleotide polymorphism (SNP) – polimorfizmu jednog jedinog nukleotida i to, naučnici kažu, u frekvenciji od 1.2X10^7 nukleotida, a to, opet govori kako postoje na stotine razlika na nivou jednog nukleotida između jednojajčanih (MZ) blizanaca jer u ljudskoj stanici (tačnije u genomu) postoji oko 3 milijarde parova baza tj. oko 3 milijarde parova nukleotida. Otprilike se radi o 300 mutacija u ranom razvoju stanica. Frekvencija mutacija u ovom radu je iznesena preliminarno i još nije preciznije utvrđena. Rad koji je iznio ove podatke (Rui Li et al.) je proučavao frekvencije mutacija na stanicama bijele krvne loze kod MZ blizanaca te se stoga i ja ovdje ograđujem samo na bijelu krvnu lozu.
Međutim, mutacije na različitim embrijima, bez obzira na to što su MZ blizanci, predstavljaju odvojene događaje – mutacije na stanicamama jednog embrija ne moraju biti i nisu sinhronizovane niti identično lokalizovane na oba embrija, što u konačnici vodi tome da između MZ blizanaca postoje male razlike – single nucleotide polymorphism.
Čak postoje slučajevi kada jedan jednojajčani blizanac nije imao određeni gen na nekom hromosomu, a što je povećavalo rizik obolijevanja od leukemije i obolio je od nje, dok je drugi blizanac imao taj gen i nije obolio. Što se tiče utjecaja vanjskih faktora, biće jako interesantno vidjeti šta se se dogodilo Scottu Kellyu, astronautu koji se nedavno vratio nakon godinu dana boravka u svemiru, kada se uporede njegovi parametri sa parametrima njegovog MZ blizanca.
Epigenetičke promjene na DNK se akumuliraju tokom života, i veće su kod starijih organizama nego kod mlađih. Kad se uzmu u obzir ove epigeneticke promjene, monozigotni blizanci nisu identicni, vremenom su sve manje međusobno slični, ali su klonovi međusobno još manje slični nego monozigotni blizanci.
Uglavnom, naučnici se slažu u tome da su MZ blizanci međusobno sličniji nego klonovi jer kod klonova ima vise epigenetičkih razlika, počev od razlika na nivou enukleirane jajne stanice. Nemoguće je egzaktno utvrditi mjeru razlika, ali one rastu vremenom sa stopom mutacija, i to različitom brzinom za različita tkiva.
