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什麽是克隆技術?克隆有什麽用

什麽是克隆

克隆是英語單詞clone的音譯,clone源於希臘文klon,原意是指幼苗或嫩枝,以無性繁殖或營養繁殖的方式培育植物,如桿插和嫁接。

如今,克隆是指生物體通過體細胞進行的無性繁殖,以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的後代個體組成的種群。克隆也可以理解為復制、拷貝,就是從原型中產生出同樣的復制品,它的外表及遺傳基因與原型完全相同。

1997年 2月,綿羊“多利”誕生的消息披露,立即引起全世界的關註,這頭由英國生物學家通過克隆技術培育的克隆綿羊,意味著人類可以利用動物身上的壹個體細胞,產生出與這個動物完全相同的生命體,打破了千古不變的自然規律。

如何評價克隆技術?

無論“雷裏安”如何狡辯、美化自己的行為,世界許多著名科學家的看法十分相近:“雷裏安”進行克隆人實驗沒有任何科學目的,壹句話,並非為了科學進步。

不少科學家認為,在評論克隆人這個事件時,重要的是應該先弄清楚:人類到底需不需要克隆人?

莫斯科謝琴諾夫醫學院遺傳學教研室阿利?阿薩諾夫教授評論道,技術和工藝方面的可能性大大超過了我們對“人類需要什麽”的理解。

克隆人贊同者的論據是,該技術能夠幫助不孕者擁有自己的後代。

實際上,這個要求可以通過其它更安全更有效的途徑來滿足。因此可以斷定,利用克隆技術進行傳宗接代只是借口,克隆人實驗背後隱藏著非科學的商業目的。

阿薩諾夫教授認為,眼下,克隆人沒有任何前景,也沒有任何意義。值得指出的是,現在沒有人能夠預言克隆人會產生什麽後果,因此現在進行克隆人實驗是不道德的。

修理病變器官是克隆的未來

阿薩諾夫教授說,俄羅斯科學界堅信,克隆技術的未來應該是在內科療法中的應用,即“內科療法克隆”。不過,現存的問題是,該術語在表達上還極其不準確。

從本質上講,“內科療法克隆”是建立移植細胞材料的方法,在意義上與現在所指的克隆沒有***同之處,它是壹種能夠培養健康器官的細胞工藝技術,利用該技術可以部分或全部替換病變器官。

根據阿薩諾夫教授的解釋,現在科學家剛剛觸及到人體體內所發生的內部過程這個問題,只略知皮毛。科學家前不久解讀了人類基因圖譜,但還不能很好地應用所得到的知識來揭開人體奧秘。為此,科學家還要進行若幹年的深入研究,才能完善並掌握克隆技術。

現在的克隆,百分之九十九將是醜八怪

阿薩諾夫教授說,俄羅斯科學家已經不止壹次發出警告,克隆試驗所得的產物99%是醜八怪。

他們的例證為:著名的克隆羊多利是經過300次失敗後才獲得的。遺憾的是,多利並不是壹只健康的小羊,它患有關節炎等疾病,而且出現早衰病征。另外,在其它所有克隆動物身上都發現了各種發育畸形。包括阿薩諾夫教授在內的俄羅斯科學家認為,在這種情況下進行克隆人實驗,至少是壹種極不負責任的做法。克隆人的壹生將是壹場噩夢,到30歲時,他們將成為蒼老之人。

什麽東西可以科隆

應該說有生命的都可以克隆

現在已經克隆什麽

蛙: 1962年,未成功

鯉魚: 1963年,中國科學家童第周早在1963年就通過將壹只雄性鯉魚DNA插入來自雌性鯉魚的卵成功克隆了壹只雌性鯉魚,比多利羊的克隆早了33年。但由於相關論文是發表在壹本中文科學期刊,並沒有翻譯成英文,所以並不為國際上所知曉。(源自:PBS)

綿羊: 1996年,多利(Dolly)

獼猴: 2000年1月,Tetra,雌性

豬: 2000年3月,5只蘇格蘭PPL小豬;8月,Xena,雌性

牛: 2001年,Alpha和Beta,雄性

貓: 2001年底,CopyCat(CC),雌性

小鼠: 2002年

兔: 2003年3-4月分別在法國和朝鮮獨立地實現;

騾: 2003年5月,愛達荷Gem,雄性;6月,猶他先鋒,雄性

鹿: 2003年,Dewey

馬: 2003年,Prometea,雌性

狗: 2005年,韓國首爾大學實驗隊,史納比

盡管克隆研究取得了很大進展,目前克隆的成功率還是相當低的:多利出生之前研究人員經歷了276次失敗的嘗試;70只小牛的出生則是在9000次嘗試後才獲得成功,並且其中的三分之壹在幼年時就死了;Prometea 也是花費了328次嘗試才成功出生。 而對於某些物種,例如貓和猩猩,目前還沒有成功克隆的報道。而狗的克隆實驗,也是經過數百次反覆試驗再得來的成果。

多利出生後的年齡檢測表明其出生的時候就上了年紀。她6歲的時候就得了壹般老年時才得的關節炎。這樣的衰老被認為是端粒的磨損造成的。端粒是染色體位於末端的。隨著細胞分裂,端粒在復制過程中不斷磨損,這通常認為是衰老的壹個原因。然而,研究人員在克隆成功牛後卻發現它們實際上更年輕。分析它們的端粒表明它們不僅是回到了出生的長度,而且比壹般出生時候的端粒更長。這意味著它們可以比壹般的牛有更長的壽命,但是由於過度生長,它們中的很多都過早夭折了。研究人員相信相關的研究最終可以用來改變人類的壽命。

克隆人

由於倫理和現實上可能的後果,克隆人壹直是壹個充滿爭議的話題。許多人認為克隆人的嘗試是不道德的,但有些科學家公開宣稱嘗試克隆人。壹些團體聲稱他們正在進行克隆人研究或者已經克隆出了人,但是沒有獨立的消息來源證實。

回答者:commando007 - 見習魔法師 二級 11-30 21:38

“克隆”是從英文“clone”音譯而來,在生物學領域有3個不同層次的含義。

1.在分子水平,克隆壹般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含義是將某壹特定DNA片斷通過重組DNA技術插入到壹個載體(如質粒和病毒等)中,然後在宿主細胞中進行自我復制所得到的大量完全相同的該DNA片斷的“群體”。

2.在細胞水平,克隆實質由壹個單壹的***同祖先細胞分裂所形成的壹個細胞群體。其中每個細胞的基因都相同。比如,使壹個細胞在體外的培養液中分裂若幹代所形成的壹個遺傳背景完全相同的細胞集體即為壹個細胞克隆。又如,在脊椎動物體內,當有外源物(如細菌或病毒)侵入時,會通過免疫反應產生特異的識別抗體。產生某壹特定抗體的所有漿細胞都是由壹個B細胞分裂而成,這樣的壹個漿細胞群體也是壹個細胞克隆。細胞克隆是壹種低級的生殖方式-無性繁殖,即不經過兩性結合,子代和親代具有相同的遺傳性。生物進化的層次越低,越有可能采取這種繁殖方式。

3.在個體水平,克隆是指基因型完全相同的兩個或更多的個體組成的壹個群體。比如,兩個同卵雙胞胎即為壹個克隆!因為他(她)們來自同壹個卵細胞,所以遺傳背景完全壹樣。按此定義,“多利”並不能說成是壹個克隆!因為“多利”只是孤單的壹個。只有當那些英國胚胎學家能將兩個以上完全相同的細胞核移植到兩個以上完全相同的去核卵細胞中,得到兩個以上遺傳背景完全相同的“多利”時才能用克隆這個詞來描述。所以在那篇發表於1997年2月出版在《Nature》雜誌上的轟動性論文中,作者並沒有把“多利”說成是壹個克隆。

另外,克隆也可以做動詞用,意思是指獲得以上所言DNA、細胞或個體群體的過程。

二、克隆技術

1.DNA克隆

現在進行DNA克隆的方法多種多樣,其基本過程如下圖所示(未按比例)

可見,這樣得到的DNA可以應用於生物學研究的很多方面,包括對特異DNA的堿基順序的分析和處理,以及生物技術工業中有價值蛋白質的大量生產等等。

2.生物個體的克隆

(1)植物個體的克隆

在20世紀50年代,植物學家用胡蘿蔔為模型材料,研究了分化的植物細胞中遺傳物質是否丟失問題,他們驚奇地發現,從壹個單壹已經高度分化的胡蘿蔔細胞

可以發育形成壹棵完整的植株!由此,他們認為植物細胞具有全能性。從壹棵胡蘿蔔中的兩個以上的體細胞發育而成的胡蘿蔔群體的遺傳背景完全壹樣,故為壹個克隆。如此的植物的克隆過程是壹個完全的無性繁殖過程!

(2)動物個體的克隆

① “多利”的誕生

1997年2月27日英國愛丁堡羅斯林(Roslin)研究所的伊恩·維爾莫特科學研究小組向世界宣布,世界上第壹頭克隆綿羊“多利”(Dolly)誕生,這壹消息立刻轟動了全世界。

“多莉”的產生與三只母羊有關。壹只是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊,兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息,即提供了細胞核(稱之為供體);壹只蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞;另壹只蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發育環境——子宮,是“多莉”羊的“生”母。其整個克隆過程簡述如下:

從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞,將其放入低濃度的營養培養液中,細胞逐漸停止了分裂,此細胞稱之為供體細胞;給壹頭蘇格蘭黑面母綿羊註射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵細胞,並立即將其細胞核除去,留下壹個無核的卵細胞,此細胞稱之為受體細胞;利用電脈沖的方法,使供體細胞和受體細胞發生融合,最後形成了融合細胞,由於電脈沖還可以產生類似於自然受精過程中的壹系列反應,使融合細胞也能象受精卵壹樣進行細胞分裂、分化,從而形成胚胎細胞;將胚胎細胞轉移到另壹只蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內,胚胎細胞進壹步分化和發育,最後形成壹只小綿羊。出生的“多莉”小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。

壹年以後,另壹組科學家報道了將小鼠卵丘細胞(圍繞在卵母細胞外周的高度分化細胞)的細胞核移植到去除了細胞核的卵母細胞中得到20多只發育完全的小鼠。如呆“多利”因為只有壹只,還不夠叫做克隆羊的話,這些小鼠

就是名副其實的克隆鼠了。

② 通過細胞核移植克隆小鼠的基本過程

在本實驗中,卵丘細胞是經如下過程得到的:通過連續幾次註射絨毛膜促性腺激素,使雌鼠誘導成高產卵量狀態。然後從雌鼠輸卵管中收集卵丘細胞與卵母細胞的復合體。經透明質酸處理使卵丘細胞散開。選擇直徑為10-12微米的卵丘細胞用作細胞核供體(前期實驗表明,若用直徑更小或更大的卵丘細胞的細胞核,經過細胞核移植的卵母細胞很少發育到8細胞期)。所選擇的卵丘細胞保持在壹定的溶液環境中,在3小時內進行細胞核移植(與此不同的是,在獲得“多利”時用作細胞核供體的乳腺細胞先在培養液中傳代了3-6次)

卵母細胞(壹般處於減數分裂中期 II )通過與上面描述類似的方法,從不同種的雌鼠中收集。在顯微鏡下小心地用直徑大約7微米的細管取出卵母細胞的細胞核,盡量不取出細胞質。同樣小心取出卵丘細胞的細胞核,也盡量去除所帶的細胞質(通過使取出的細胞核在玻璃管中往復運動數次,以去除所帶的少量的細胞質)。在細胞核被取出後5分鐘之內,直接註射到已經去除了細胞核的卵母細胞中。進行了細胞核移植的卵母細胞先放在壹種特制的溶液中1-6小時,然後加入二價的鍶離子(Sr2+)和細胞分裂抑素B。前者使卵母細胞激活,後者抑制極體的形成和染色體的排除。再取出處理過的卵母細胞,放在沒有鍶和細胞分裂抑素B的特制的溶液中使細胞分裂形成胚胎。

不同階段的胚胎(從2細胞期到胚泡期)被分別植入幾天前與已經結紮雄鼠交配過的假孕母鼠的輸卵管或子宮中發育。發育完全的胎兒鼠在大約19天後通過手術取出。

目前胚胎細胞核移植克隆的動物有小鼠、兔、山羊、綿羊、豬、牛和猴子等。在中國,除猴子以外,其他克隆動物都有,也能連續核移植克隆山羊,該技術比胚胎分割技術更進壹步,將克隆出更多的動物。因胚胎分割次數越多,每份細胞越少,發育成的個體的能力越差。體細胞核移植克隆的動物只有壹個,就是“多利”羊。

三、克隆技術的福音

1. 克隆技術與遺傳育種

在農業方面,人們利用“克隆”技術培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病蟲害的優質高產品種,大大提高了糧食產量。在這方面我國已邁入世界最先進的前列。

2. 克隆技術與瀕危生物保護

克隆技術對保護物種特別是珍稀、瀕危物種來講是壹個福音,具有很大的應用前景。從生物學的角度看,這也是克隆技術最有價值的地方之壹。

3. 克隆技術與醫學

在當代,醫生幾乎能在所有人類器官和組織上施行移植手術。但就科學技術而言,器官移植中的排斥反應仍是最為頭痛的事。排斥反應的原因是組織不配型導致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供給“原版人”,作器官移植之用,則絕對沒有排斥反應之慮,因為二者基因相配,組織也相配。問題是,利用“克隆人”作為器官供體合不合乎人道?是否合法?經濟是否合算?

克隆技術還可用來大量繁殖有價值的基因,例如,在醫學方面,人們正是通過“克隆”技術生產出治療糖尿病的胰島素、使侏儒癥患者重新長高的生長激素和能抗多種病毒感染的幹撓素,等等。

參考資料:

zhidao

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