Was bedeutet Klonen?
Erdbeerpflanzen mit Ausläufern, die Bakterien in deinem Darm, eineiige Zwillinge – sie alle sind Klone. Klonen klingt nach Science-Fiction, ist in der Natur aber alltäglich. Im Labor gelang es erstmals 1996, ein Säugetier aus einer Körperzelle eines erwachsenen Tieres zu klonen: das Schaf Dolly.
Einfach erklärt
Ein Klon – das ist eine genetische Kopie von einem Lebewesen. Er hat genau dasselbe Erbgut. Ein Klon entsteht ohne Befruchtung. In der Natur ist das ganz normal. Bakterien teilen sich, Erdbeeren bilden Ausläufer. Auch eineiige Zwillinge sind Klone voneinander. Kinder aus Ei- und Samenzelle sind dagegen immer eine neue Mischung.
Im Labor gibt es zwei Wege. Beim Embryosplitting teilt man einen frühen Embryo in Teile. Ein Embryo ist ein Lebewesen ganz am Anfang seiner Entwicklung. So entstehen künstliche Zwillinge. Beim Zellkerntransfer entfernt man den Kern aus einer Eizelle. Dann setzt man den Kern von einer Körperzelle hinein. So kommt 1996 das Schaf Dolly zur Welt.
Ein Klon ist aber keine exakte Kopie. Umwelt und Zufall prägen jedes Lebewesen anders. Ein Klon kommt als Baby zur Welt. Er übernimmt keine Erinnerungen von seinem Spender. In Deutschland ist das Klonen von Menschen verboten.
Merke: Ein Klon hat dasselbe Erbgut wie das Original, ist aber kein Doppelgänger.
Das lernst du hier
- Du kannst definieren, was ein Klon ist, und Beispiele für natürliche Klone nennen.
- Du beschreibst die beiden künstlichen Verfahren Embryonensplitting und Zellkerntransfer.
- Du erklärst, warum ein Klon nicht in jeder Hinsicht eine Kopie ist.
- Du unterscheidest das Klonen von Lebewesen vom Klonieren von Genen.
Was ist ein Klon? Bedeutung und Definition
Definition: Klon und Klonen
Ein Klon ist ein Lebewesen oder eine Zelle mit genau demselben Erbgut wie der Ausgangsorganismus, entstanden durch ungeschlechtliche Vermehrung. Klonen heißt, solche genetisch identischen Kopien zu erzeugen – in der Natur geschieht das von selbst, im Labor mit Methoden der Biotechnologie wie Embryosplitting oder Zellkerntransfer.
Das Wort stammt vom altgriechischen klōn für „Zweig“ oder „Schössling“ – passend, denn ein abgeschnittener Zweig, der Wurzeln schlägt, ist ein Klon seiner Mutterpflanze. Ein Klon ist ein Lebewesen oder eine Zelle, die durch ungeschlechtliche Vermehrung aus einem einzigen Ausgangsorganismus hervorgeht und deshalb dasselbe Erbgut besitzt.
Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung ist das anders: Ei- und Samenzelle bringen je einen halben Chromosomensatz mit, die bei der Meiose neu gemischt wurden. Jedes Kind ist deshalb eine neue Kombination – und kein Klon seiner Eltern.
In der Biologie wird der Begriff in drei Zusammenhängen benutzt:
- Klonen von Lebewesen: genetisch identische Pflanzen oder Tiere.
- Zellklone: Zellen, die durch Zellteilung (Mitose) aus einer einzigen Zelle hervorgehen, zum Beispiel in einer Zellkultur.
- Klonieren von DNA: Ein Gen wird in Bakterien eingebracht und mit ihnen vervielfältigt – ein Grundverfahren der Gentechnik.
Klone in der Natur
Für viele Lebewesen ist ungeschlechtliche Vermehrung ganz normal. Fachleute sprechen von klonaler Vermehrung, bei Pflanzen auch von vegetativer Vermehrung: Alle Nachkommen sind Klone ihres Ausgangsorganismus.
- Bakterien teilen sich in zwei gleiche Tochterzellen. Aus einer Zelle wird eine ganze Kolonie von Klonen.
- Pflanzen vermehren sich über Ausläufer (Erdbeere), Knollen (Kartoffel) oder Brutzwiebeln. Gärtnerinnen und Gärtner nutzen das mit Stecklingen. Auch fast alle Bananen im Supermarkt stammen von einer einzigen Sorte ab und sind Klone.
- Tiere: Der Süßwasserpolyp Hydra bildet Knospen, aus denen neue Polypen werden. Blattläuse bringen im Sommer Nachkommen aus unbefruchteten Eizellen zur Welt (Jungfernzeugung).
- Eineiige Zwillinge: Ein früher Embryo teilt sich in zwei Teile, aus denen sich zwei Kinder entwickeln. Sie sind Klone voneinander – aber nicht von ihren Eltern. Etwa 3 bis 4 von 1.000 Geburten sind eineiige Zwillinge.
Merke
Ein Klon entsteht durch ungeschlechtliche Vermehrung und hat dasselbe Erbgut wie sein Ausgangsorganismus. Nachkommen aus geschlechtlicher Fortpflanzung sind dagegen immer genetische Neukombinationen.
Künstlich klonen: zwei Verfahren
1. Embryonensplitting (Embryosplitting) – künstliche Zwillinge
Ein Embryo wird in einem frühen Stadium in zwei oder mehr Teile getrennt. Die Zellen sind dann noch totipotent: Jede kann sich zu einem vollständigen Lebewesen entwickeln. Jeder Teil wird in ein Muttertier übertragen. So entstehen künstliche Zwillinge oder Vierlinge. In der Rinderzucht wird das Verfahren genutzt, um mehr Nachkommen besonders wertvoller Tiere zu erhalten. Die Klone sind einander gleich – aber neue Kombinationen ihrer Eltern, denn der Embryo ist ja durch Befruchtung entstanden. Wie dieses Verfahren im Einzelnen abläuft und wo es genutzt wird, zeigt das Kapitel zum Embryosplitting.
2. Zellkerntransfer – die Dolly-Methode
Beim somatischen Zellkerntransfer (englisch somatic cell nuclear transfer, SCNT) wird der Kern einer Körperzelle in eine Eizelle gebracht, deren eigener Kern zuvor entfernt wurde (Abb. 1). Das Zellplasma der Eizelle versetzt den Kern zurück in einen „embryonalen“ Zustand. Diesen Vorgang nennt man Reprogrammierung. Ein Stromstoß lässt beide Zellen verschmelzen und startet die Teilungen. Der Embryo wächst in einer Leihmutter heran. Jeden einzelnen Arbeitsschritt erklärt das Kapitel zum Zellkerntransfer.
Dolly wurde am 5. Juli 1996 am Roslin Institute in Schottland geboren. Ihr Zellkern stammte aus einer Euterzelle (Milchdrüsenzelle) eines erwachsenen Schafs. Von 277 Versuchen führte nur dieser eine zu einem lebenden Lamm. Bekannt wurde Dolly im Februar 1997. Mehr über Dolly und spätere Klone findest du unter Geklonte Organismen.
| Embryonensplitting | Zellkerntransfer | |
|---|---|---|
| Ausgangsmaterial | früher Embryo nach Befruchtung | Körperzelle + entkernte Eizelle |
| Klon von wem? | Die Teil-Embryonen sind Klone voneinander. | Klon des Tieres, das die Körperzelle gab |
| Erbgut bekannt? | nein, neue Kombination der Eltern | ja, das Tier existiert bereits |
| Anzahl Klone | wenige (meist 2–4) | theoretisch beliebig viele |
| Erfolgsrate | relativ hoch | sehr gering |
Wusstest du?
Dolly war nicht das erste geklonte Tier. Schon 1952 klonten Robert Briggs und Thomas King Frösche, indem sie Kerne aus Embryonalzellen in entkernte Eizellen übertrugen. John Gurdon zeigte 1962, dass sogar Kerne aus spezialisierten Darmzellen von Kaulquappen einen ganzen Frosch steuern können. Dafür erhielt er 2012 den Nobelpreis – zusammen mit Shinya Yamanaka. Dolly war das erste Säugetier, das aus einer Körperzelle eines erwachsenen Tieres geklont wurde.
Reproduktives oder therapeutisches Klonen?
Beim Zellkerntransfer unterscheidet man zwei Ziele. Beim reproduktiven Klonen wird der Klon-Embryo in eine Leihmutter übertragen, damit ein ganzes Lebewesen entsteht – so wie bei Dolly. Beim therapeutischen Klonen soll kein Lebewesen entstehen: Aus dem frühen Embryo werden embryonale Stammzellen gewonnen, die das Erbgut des Spenders tragen; der Embryo wird dabei zerstört. Beim Menschen verbietet das Embryonenschutzgesetz in Deutschland beide Formen (§ 6). Hoffnungen und Grenzen beider Wege erklärt das Kapitel reproduktives und therapeutisches Klonen.
Ist ein Klon eine exakte Kopie?
Nein. Ein Klon hat dasselbe Kern-Erbgut, aber er ist kein Doppelgänger:
- Mitochondrien: Beim Zellkerntransfer stammen die Mitochondrien mit ihrer eigenen DNA aus der Eizelle – also von einem anderen Tier.
- Umwelt: Ernährung, Erfahrungen und Zufälle während der Entwicklung prägen jedes Lebewesen. Schon die Fellzeichnung geklonter Katzen kann anders aussehen als beim Original.
- Epigenetik: Welche Gene an- oder abgeschaltet sind, wird durch Markierungen auf der DNA gesteuert (siehe Epigenetik). Diese Muster sind bei Klonen nicht identisch.
- Alter: Ein Klon wird als Baby geboren. Er übernimmt weder Erinnerungen noch Persönlichkeit seines Spenders.
Typische Fehler
- „Eineiige Zwillinge sind Klone ihrer Eltern.“ Falsch – sie sind Klone voneinander, aber wie alle Kinder eine Neukombination aus mütterlichen und väterlichen Genen.
- „Klonen ist dasselbe wie Gentechnik.“ Nein – beim Klonen wird ein vorhandenes Erbgut kopiert, nicht verändert. Allerdings werden beide Verfahren manchmal kombiniert.
- „Dolly war das erste geklonte Tier.“ Falsch – sie war das erste Säugetier aus einer Körperzelle eines erwachsenen Tieres. Frösche wurden schon in den 1950er-Jahren geklont.
Vertiefung: Warum gelingt Zellkerntransfer so selten? Reprogrammierung und Epigenetik
Jede Körperzelle enthält das vollständige Erbgut. Trotzdem ist eine Euterzelle keine Leberzelle: In jedem Zelltyp sind andere Gene aktiv. Gesteuert wird das durch epigenetische Markierungen, zum Beispiel Methylgruppen an der DNA oder chemische Veränderungen an den Histonproteinen, um die die DNA gewickelt ist. Diese Muster werden bei Zellteilungen weitergegeben und halten die Zelle in ihrer Rolle fest.
Beim Zellkerntransfer müssen die Faktoren im Zellplasma der Eizelle diese Muster in kurzer Zeit löschen und einen embryonalen Zustand herstellen. Bei der normalen Befruchtung geschieht diese Neuprogrammierung schrittweise und gut vorbereitet. Beim Klonen gelingt sie oft nur unvollständig. Die Folgen:
- Die meisten Klon-Embryonen sterben früh ab oder nisten sich nicht ein.
- Viele Schwangerschaften enden mit Fehlgeburten, oft wegen Fehlbildungen der Plazenta.
- Bei Rindern und Schafen werden geklonte Föten häufig zu groß („Large Offspring Syndrome“).
- Einige Gene, die je nach Herkunft von Mutter oder Vater unterschiedlich markiert sind (genomische Prägung), werden falsch abgelesen.
Deshalb ist die Erfolgsrate gering: Bei Dolly führte 1 von 277 Versuchen zu einem lebenden Lamm. Durch verbesserte Methoden ist die Effizienz bei manchen Tierarten gestiegen, bleibt aber deutlich unter der natürlichen Fortpflanzung.
Klonen und Gentechnik kombiniert: 1997 kam am Roslin Institute das Schaf Polly zur Welt. Es wurde aus einer Zelle geklont, in die zuvor ein menschliches Gen für einen Blutgerinnungsfaktor eingebaut worden war. Der Vorteil: Man verändert zunächst Zellen in der Kulturschale, prüft sie in Ruhe und erzeugt erst dann per Zellkerntransfer ein Tier mit genau dieser Veränderung.
Ein verwandter Ansatz: 2006 zeigte Shinya Yamanaka, dass man Körperzellen auch ohne Eizelle reprogrammieren kann – mit nur vier Faktoren. So entstehen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Sie können sich zu vielen Zelltypen entwickeln, aber nicht zu einem ganzen Lebewesen. Mehr dazu unter Die Stammzelle.
Vertiefen: zwei Kapitel zum Klonen
Fachbegriffe
- Klon
- Durch ungeschlechtliche Vermehrung entstandenes Lebewesen oder Zelle mit identischem Erbgut.
- Ungeschlechtliche Vermehrung
- Fortpflanzung ohne Verschmelzung von Keimzellen, z. B. durch Teilung, Knospung oder Ausläufer.
- Totipotent
- Fähig, einen vollständigen Organismus hervorzubringen (z. B. Zellen eines sehr frühen Embryos).
- Embryonensplitting
- Teilung eines frühen Embryos; erzeugt künstliche Zwillinge.
- Zellkerntransfer (SCNT)
- Übertragung eines Körperzellkerns in eine entkernte Eizelle.
- Reprogrammierung
- Rückversetzung eines spezialisierten Zellkerns in einen embryonalen Zustand.
- Leihmutter
- Tier, das einen Embryo austrägt, mit dem es genetisch nicht verwandt ist.
Aufgaben
- AFB INenne vier Beispiele für natürliche Klone.
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Zum Beispiel: Bakterienkolonie, Erdbeer-Ausläufer, Kartoffelknollen, Hydra-Knospen, Blattläuse aus Jungfernzeugung, eineiige Zwillinge. - AFB IBeschreibe die Schritte des Zellkerntransfers anhand von Abb. 1.
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Körperzelle von Schaf A entnehmen; Eizelle von Schaf B entnehmen und ihren Kern entfernen; beide Zellen per Stromstoß verschmelzen; Embryo entwickelt sich im Labor; Übertragung in Leihmutter Schaf C; Geburt eines Lamms mit dem Kern-Erbgut von Schaf A. - AFB IIDolly hatte ein weißes Gesicht wie das Schaf, von dem die Euterzelle stammte, nicht ein schwarzes wie Eizellspenderin und Leihmutter. Erkläre diese Beobachtung.
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Die Merkmale werden größtenteils von den Genen im Zellkern bestimmt. Dollys Zellkern und damit ihr Kern-Erbgut stammten vom weißgesichtigen Schaf. Von der Eizellspenderin kamen nur Zellplasma und Mitochondrien, die Leihmutter lieferte nur die Umgebung für die Entwicklung. - AFB IIVergleiche Embryonensplitting und Zellkerntransfer hinsichtlich Ausgangsmaterial, Ergebnis und Anwendung.
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Splitting: früher Embryo nach Befruchtung, ergibt wenige Klone voneinander mit unbekannter Neukombination, Nutzung in der Rinderzucht. Zellkerntransfer: Körperzelle eines bekannten Tieres plus entkernte Eizelle, ergibt Klon eines existierenden Tieres, geringe Erfolgsrate, Nutzung in Forschung, Zucht und Artenschutz. - AFB IIErläutere, warum ein durch Zellkerntransfer erzeugter Klon genetisch nicht zu 100 % mit seinem Spender übereinstimmt.
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Die Mitochondrien enthalten eigene DNA und stammen aus der Eizelle eines anderen Tieres. Außerdem können während der Zellteilungen einzelne neue Mutationen auftreten, und die epigenetischen Muster unterscheiden sich. - AFB IIIBeurteile die Aussage: „Wer einen Menschen klonen würde, könnte eine verstorbene Person zurückholen.“
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Die Aussage ist falsch. Ein Klon hätte zwar fast dasselbe Erbgut, wäre aber ein neuer Mensch: Er würde als Baby geboren, hätte keine Erinnerungen, eine andere Umwelt, andere Erfahrungen und abweichende epigenetische Muster. Eineiige Zwillinge zeigen, dass gleiches Erbgut keine gleiche Persönlichkeit bedeutet. Hinzu kommen ethische Bedenken und das Verbot nach § 6 Embryonenschutzgesetz.
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Quellen & Stand
- NHGRI: Cloning Fact Sheet.
- Embryo Project Encyclopedia: Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells (1997).
- Nobelpreis Medizin 2012 (Gurdon, Yamanaka): nobelprize.org.
- The Roslin Institute: Dolly the sheep.
- Embryonenschutzgesetz: § 6 Klonen.
Stand: Oktober 2026.