Genetyka swoje początki ma w prawach Mendla sformułowanych jeszcze w XIX wieku, a zatem jest to nauka bardzo młoda, ale od początku wieku XX zaczęła się coraz intensywniej rozwijać, a ostatnie ćwierćwiecze pokazuje jak niewiarygodny może być postęp nauki, kiedy wszystkie jej dziedziny ściśle współpracują i wykorzystują nawzajem swoje osiągnięcia. Tak też było z genetyką, a właściwie od niedawna już traktowaną głównie w aspekcie inżynierii genetycznej. Tak szybki postęp możliwy był m.in. ze względu na rozwój nowych technik biotechnologicznych i ich informatyzacji. Obecnie jest to jedna z najprężniej rozwijających się gałęzi biologii i medycyny, które są ściśle ze sobą powiązane. Możliwość wprowadzania określonych zmian w genomach organizmów wiąże się z wieloma nadziejami na lepszą przyszłość, ale może być równie dobrze stanowić zagrożenie, zarówno dla człowieka, jak i otaczającego go świata.

Jednym z najbardziej kontrowersyjnych zagadnień, którymi zajmuje się inżynieria genetyczna jest klonowanie. Jest to proces, który można rozumieć na kilka sposobów. Po pierwsze na najniższym stopniu organizacji, czyli otrzymywanie kopii fragmentów nici DNA, drugim znaczeniem jest reprodukcja całych linii komórek, z których każda jest kopią oryginału, trzeci, nieco wyższy stopień złożoności przedstawia klonowanie jako proces reprodukcji embrionów dokonywanej poprzez podział bliźniaczy, którego dokonuje się na bardzo wczesnych etapach rozwoju embrionalnego. A ostatecznie proces ten polega na stworzeniu osobnika identycznego z osobnikiem, z którego pobrane zostało jądro komórkowe z pominięciem rozmnażania płciowego w warunkach in vitro. Najczęściej stosowaną techniką w klonowaniu jest przeniesienie jądra komórkowego komórki somatycznej jednego organizmu do komórki jajowej innego organizmu, z której wcześniej usunięto jej własne jądro. Pierwszą udaną próbą klonowania większego ssaka było sklonowanie owcy o imieniu Dolly przez dr Ian'a Wilmut'a, a miało to miejsce w prestiżowym Roslin Institute w Wielkiej Brytanii.

Klonowanie przebiega w następujących etapach:

- początkowo pobiera się komórki somatyczne od jednego organizmu, po czym hoduje się je na pożywce

- pobranie komórki jajowej z drugiego organizmu i również hodowanie jej w warunkach in vitro wraz z komórkami somatycznymi, tak by zsynchronizować cykle komórkowe obu typów komórek i zatrzymać je w fazie G0 cyklu komórkowego

- usunięcie jądra komórkowego z komórki jajowej

- połączenie "pustej" komórki jajowej z jądrem komórki somatycznej poprzez elektrofuzję

- powstanie zarodka in vitro i rozpoczęcie podziałów komórkowych

- implantacja zarodka do macicy matki zastępczej

W taki sposób właśnie klonowano owcę Dolly, angażując do tego procesu trzy owce: jedna była dawcą komórki jajowej, druga jądra komórki somatycznej, a trzecia była matką zastępczą, która urodziła Dolly. W Roslin Institute klonowano także inne zwierzęta np. jagnię, które oprócz tego, że było klonem, w swoim DNA posiadało także obce geny kodujące białka człowieka.

Jedne z najwcześniejszych eksperymentów dotyczących klonowania miały miejsce w 1952 roku, kiedy to dwaj naukowcy amerykańscy Robert Briggs i Thomas King podjęli się przeniesienia jądra komórkowego z blastuli (embrion) do zapłodnionej komórki jajowej, z której wcześniej usunięto jądro. Jest to metoda tzw. transferu jądrowego. Wszystkie wykorzystane komórki należały do żab. W rezultacie wykonanego doświadczenia otrzymano kijankę, która nie przekształciła się w dorosłego osobnika. Próbowali oni także przenieść jądro z komórki, która była już zróżnicowana, ale eksperyment nie powiódł się, więc naukowcy doszli do wniosku, że wraz z różnicowaniem się komórek zarodka spada ich potencjał klonowania. W jedenaście lat po tym eksperymencie udało się sklonować karpia, choć informacja ta pozostawia wiele wątpliwości. Mimo to wielu naukowców z niedowierzaniem spoglądało w przyszłość, która wypełniona była wizją klonowania ssaków, a nawet człowieka. Jednak już w 1981 roku udało się sklonować myszy przy użyciu metody rozdzielenia zarodka we wczesnej fazie rozwoju. Było to możliwe, ponieważ komórki takie w zarodku są niezróżnicowane i wykazują totipotencjalność, mogą się przekształcać w jakąkolwiek inną komórkę ciała. Różnicowanie się komórek w zarodku następuje bardzo szybko, a zatem aby móc otrzymać tylko z jednej komórki cały organizm w procesie klonowania przez podział zarodka należy wykonać niezmiernie szybko, w jak najwcześniejszej fazie rozwoju.

Po tych eksperymentach, w latach osiemdziesiątych dokonywano jeszcze wielu, doskonaląc technikę, tak, by uzyskać jak najlepszy efekt. Klonowane były różne ssaki, ale to owca Dolly wzbudziła największe zainteresowanie zarówno świata naukowego jak i mediów. Różnica polegała na tym, że Dolly została klonowana przez przeniesienie jądra komórkowego do komórki jajowej, które pochodziło ze zróżnicowanej komórki somatycznej. W rezultacie Wilmut nie dokonał nic nadzwyczajnego, a jedynie wprowadził niewielkie modyfikacje do istniejącej już metody. Przed eksperymentem Wilmut'a do klonowania niezbędne było użycie jedynie bardzo wczesnych embrionów, ponieważ implantacja jądra ze zróżnicowanej już komórki somatycznej powodowała śmierć zarodka. Dolly powstała w wyniku wprowadzenia jądra pochodzącego ze zróżnicowanej komórki somatycznej do komórki jajowej, z której wcześniej jądro usunięto. I tu leżał klucz do sedna sprawy. Jak sprawić, by zarodek przeżył? Otóż zastosowano metodę "wyciszenia" komórki somatycznej, zatrzymania jej cyklu komórkowego, co powodowało, że stawała się niejako podobna do komórki embrionalnej. Po połączeniu jądra z komórką jajową na drodze elektrofuzji uzyskano zarodek, który później implantowany został do macicy owcy, która następnie urodziła Dolly. W kilka lat później podano do wiadomości, że Dolly jest starsza od swojego biologicznego wieku o sześć lat, czyli tyle ile posiadała owca, która była dawcą komórki somatycznej w czasie, kiedy przeprowadzano eksperyment. Naturalnymi wnioskami, które wyciągnięto było przekonanie, że klony będą krócej żyły i będą wrażliwe na różne choroby, w tym nowotwory. Wnioski te nie zostały jednak potwierdzone przez genetyków z Instytutu Roslin, a jedynie potwierdzono fakt, że zmiany takie mogą zachodzić podczas wielokrotnego klonowania klonowanych osobników.

Klonowanie ma wiele zalet i wiele planów związanych jest z tą techniką. Jednym z nich jest ratowanie gatunków zagrożonych wymarciem lub wymarłych. Podobnie było z klonowaniem gaura, krytycznie zagrożonego gatunku azjatyckiego wołu. To również po raz pierwszy miało nastąpić urodzenie wołu przez inny gatunek, zwykłą krowę. Wiązano z tym przypadkiem wielkie nadzieje i odnowienie populacji. W 2000 roku, kiedy eksperyment miał miejsce krowa o imieniu Bessie urodziła gaura, ale niestety cielę zmarło po dwóch dniach. Prawdopodobnie klonowanie poprzez umieszczanie zarodka w ciele innego gatunku nie jest dobrym rozwiązaniem i stawia bariery, z których jeszcze nie zdajemy sobie sprawy. Zdecydowanie lepsze efekty można by uzyskać, poprzez implantację zarodka do macicy tego samego gatunku (przykład Dolly). Nieco większe nadzieje pozostawiły bardziej udane próby klonowania bantenga (dzikiego wołu zamieszkującego Archipelag Malajski). Dlatego tez naukowcy chcąc wykorzystać podobne techniki rozważają klonowanie wymarłych gatunków. W związku z coraz większym wyniszczaniem naszego środowiska przez człowieka i coraz większą jego ekspansją coraz więcej gatunków zwierząt jest zagrożonych wyginięciem. W przyszłości planuje się klonowanie takich gatunków jak panda wielka, ocelot, goryl. W 2002 naukowcy z Australian Museum ogłosili, że udało im się zreplikować DNA wymarłego przed 65 laty tygrysa tasmańskiego. Dokonano tego dzięki łańcuchowej reakcji polimerach, czyli powszechnemu obecnie PCR. Ale już na początku 2005 roku naukowcy ogłosili, ze rozpoczęty projekt badań zostaje zawieszony, ponieważ DNA zostało zbyt zniszczone podczas przechowywania w alkoholu, by mogło się nadawać do eksperymentu. Projekt został ostatecznie wznowiony w kilka miesięcy później we współpracy z innymi naukowcami. Jednym z podstawowych problemów i wymagań, jakie stawia klonowanie wymarłych gatunków jest zachowane niemal w nietkniętym stanie DNA. Ponadto klonowanie całego gatunku z jednego osobnika nie stworzy zróżnicowanej populacji, w której zachodziłoby rozmnażanie płciowe. Nawet, gdyby udało się sklonować samca i samicę, wciąż pozostaje pytanie, czy byłyby one w stanie same przeżyć, bez rodziców, którzy nauczyliby podstawowych, naturalnych zachowań w środowisku i pokazaliby panujące w nim relacje pomiędzy innymi gatunkami. Najistotniejszym jednak faktem jest to, że klonowanie wciąż pozostaje techniką eksperymentalną, opartą na przypadku, nawet, jeśli efekt jest pozytywny. Wciąż nie możemy przewidzieć wszystkich skutków i efektów ubocznych wielu działań, które związane są z klonowaniem. Jakkolwiek pozytywne rezultaty klonowania bentanga napawają optymizmem, iż być może uda nam się zachować bioróżnorodność, pod warunkiem, że metody zostaną ulepszone, ponieważ jak na razie jest zbyt wiele pytań bez odpowiedzi.

Klonowanie zagrożonych gatunków to nie wszystko. Obecnie trwa niemalże wyścig o to kto klonuje pierwszy człowieka. Sam fakt klonowania niesie ze sobą wątpliwości, ale klonowanie człowieka nie jest tylko zabiegiem laboratoryjnym, ale pociąga za sobą konsekwencje moralne i etyczne. Sam twórca owcy Dolly Ian Wilmut krytycznie wypowiadał się o chęci klonowania człowieka: "klonowanie człowieka jest nieakceptowalne społecznie i powinno być prawnie zakazane". Swoją wypowiedź podparł licznymi argumentami, miedzy innymi tym, że klonując człowieka stwarza się czyjąś kopię, a żaden człowiek nie może być traktowany jak gorszy egzemplarz oryginalnego osobnika. Ponadto jak wiedzą wszyscy genetycy klonowanie człowieka jest niezmiernie skomplikowanym zadaniem i wymaga wzięcia pod uwagę znacznie większej liczby czynników niż w przypadku innych organizmów. Poza tym sam klon człowieka nie koniecznie musi być identyczny z organizmem rodzicielskim (będącym dawcą genów), ponieważ należy wziąć pod uwagę jeszcze materiał genetyczny zawarty w mitochondriach, a także różnego rodzaju mutacje, które mogły zajść w czasie życia osobniczego osobnika, od którego pobrano geny. Co więcej w różnych komórkach jajowych, geny będą się różniły ekspresją. Argumenty te i sprzeciwy Wilmut'a dotyczyły klonowania reprodukcyjnego, gdyż możemy wyróżnić dwa rodzaje klonowania w zależności od celu, w jakim komórka/organizm zostanie sklonowany. Jest to właśnie klonowanie reprodukcyjne, czy powszechnie pojmowane implantowanie zarodka, który powstał w warunkach laboratoryjnych do macicy kobiety, a drugim typem jest klonowanie terapeutyczne, które ma na celu powstanie komórek macierzystych danych narządów lub tkanek, które mogłyby być wykorzystane do transplantacji. W tym celu można sklonować same komórki macierzyste lub embriony ludzkie, co z kolei budzi poważne zastrzeżenia etyczne.

Klonowanie wykorzystywane jest obecnie, na dużą skalę, ale związane jest nie z klonowaniem całych organizmów, ale poszczególnych genów, które wykorzystywane są do budowania biblioteki genowej, która jest niezbędnym narzędziem w identyfikowaniu schorzeń o podłożu genetycznym. Klonowanie bardzo ściśle wiąże się także z modyfikowaniem genomu, czyli powstawaniem organizmów transgenicznych. Sklonowane organizmy często posiadają w swoich genomach dodatkowy gen czy geny, odpowiadające za produkcję jakiegoś białka. W ten sposób można wykorzystywać organizmy zwierzęce, roślinne, a nawet mikroorganizmy do produkcji białek, które są np. niezbędne do leczenia wielu chorób (np. insulina, somatotropina - hormon wzrostu). Ponadto metodą klonowania poprzez klonowanie jednego z genów należących do wirusa zapalenia wątroby typu B udało się opracować szczepionkę na tę chorobę. Klonowanie wirusów można przeprowadzić w następujący sposób: pierwszym etapem jest zainfekowanie w warunkach in vitro pojedynczą cząstką wirusa jednej komórki. Następnie wirus taki intensywnie namnaża się w komórce infekując przy tym komórki sąsiednie. Każdy wirus znajdujący się w komórkach jest prawie identyczną kopią wirusa, który został wprowadzony jako pierwszy. Zwykle w laboratoriach przeprowadza się kilka takich cykli zakażenia wirusowego jednocześnie. Klonowanie pojedynczych komórek zarówno ssaków, jak i wirusów czy bakterii nie jest trudne i polega na stworzeniu komórce warunków do osobnego namnażania się pojedynczej komórki. Sam mechanizm wygląda tak, że na pożywkę umieszczoną na galaretowatym agarze wylewa się zawiesinę komórek. Każda komórka namnaża się osobno i tworzy swoją własną kolonię. Klonowanie umożliwia zatem otrzymanie wielu kopii tego samego DNA, które przydatne jest do wielu badań.

Podsumowując, klonowanie jest jeszcze bardzo młodą i rozwijającą się techniką stosowaną w inżynierii genetycznej, jakkolwiek bardzo obiecującą i mogącą rozwiązać wiele trudnych problemów współczesnej medycyny. Ale właśnie dlatego, że jest jeszcze nie do końca poznana stwarza także zagrożenia, z których często nie zdajemy sobie sprawy, dlatego wymaga niezmiernej ostrożności i wielu prób mających na celu jej udoskonalenie.