什么是克隆技术
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发布时间:2010-04-05 12:51:19
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一、克隆技术是怎么一回事
有调查表明:有近50%的被调查者并不清楚什么是克隆人,只有6.1%的人基本知道克隆人的原理或技术手段。
1、克隆的基本原理
克隆的定义是独立细胞繁殖系,指后代完全由一个细胞复制,具有完全相同的遗传物质。它是特制一种生物学操作。一个细菌经过20分钟左右就可一分为二;一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎,一年内就能长出数百株草莓苗,凡此种种,都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代,这就是无性繁殖,无性繁殖的英文名称叫“Clone”,译音为“克隆”,实际上,英文的“Clone”起源于希腊文“Klone”,原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。时至今日,“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”。即不用精子授精,而是采用细胞核移植技术,把一个细胞核移植到一个去核的卵母细胞(卵子)中,繁殖出“后代”来。即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。
克隆技术表明:一个细胞核就携载了被“克隆”动物的全部信息。
但是要说清楚,不是任何一个细胞都可以克隆获得克隆动物。细胞核移植繁育的成功率很低。
从理论上讲,从动物身上的任何部位都可以提取这个被移植的细胞核。
但是,到目前为止还不能做到。因为细胞核移植要经过很多环节,会带来损伤,不是每一个重构卵都能发育成活。哪一种细胞移植的成功率最高,不同动物、不同卵子、不同供核细胞所要求的条件各异,还有很多问题需要探索。
现在已经知道克隆成功的供核细胞有胚胎细胞、乳腺上皮细胞、卵丘细胞等等。1997年2月22日,英国罗斯林研究所的科学家维尔穆特等人宣布用体细胞克隆的绵羊“多利”羊的克隆成功为什么比较轰动,原因是它的供核细胞是乳腺上皮细胞,是已经分化又经过培养的体细胞,成功难度大。
克隆绵羊“多利”没有父亲,却有三位母亲。整个克隆过程如下:
首先,科学家从一只产自芬兰的6岁成年多塞特母绵羊A(“多利”的亲生母亲)的乳腺中取出一个本身并没有繁殖能力的普通细胞,将这个细胞的基因分离出来备用。
然后,科学家在取出另一只母绵羊B(“多利”的借卵母亲)的未受精的卵细胞,将这个卵细胞中的基因取出,换上母绵羊B的乳腺细胞的基因,形成一个含有新遗传物质的卵细胞,再将这个基因已被“调包”的卵细胞放电激活,促使它分裂发育成胚胎。
最后,当胚胎生长到一定程度时,将它植入第三只母绵羊C(“多利”的代孕母亲)的子宫中,经过正常的妊娠产下“多利”。
“多利”完全继承了其亲生母亲――多塞特母绵羊的全部DNA基因特征,是多塞特母绵羊百分之百的“复制品”。
2、克隆技术经历的三个发展时期
克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”,它已经历了三个发展时期:
第一个时期是微生物克隆,即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌,而变成一个细菌群;
第二个时期是生物技术克隆,比如用遗传基因――DNA克隆;
第三个时期是动物克隆,即由一个细胞克隆成一个动物。
“多利”,就是由一头母羊的体细胞克隆而来,使用的便是动物克隆技术。克隆绵羊获得成功,在世界上引起巨大震动。
在自然界,有不少植物具有先天的克隆本能,如番薯、马铃薯、玫瑰等的插枝繁殖的植物。而动物的克隆技术,则经历了由胚胎细胞到体细胞的发展过程。
早在20世纪50年代,美国的科学家以两栖动物和鱼类作研究对象,首创了细胞核移植技术。1938年,德国科学家首次提出了哺乳动物克隆的思想。1986年,英国科学家魏拉德森用胚胎细胞克隆出一只羊,以后又有人相继克隆出牛、鼠、兔、猴等动物。这些克隆动物的诞生,均是利用胚胎细胞作为供体细胞进行细胞核移植而获得成功的。
而克隆绵羊“多利”是用乳腺上皮细胞(体细胞)作为供体细胞进行细胞核移植的,它翻开了生物克隆史上崭新的一页,突破了利用胚胎细胞进行核移植的传统方式,使克隆技术有了长足的进展。
无性繁殖现象在低等植物中是存在的,而按照哺乳动物界的规律,动物的繁衍要由两性生殖细胞来完成,由于父体和母体的遗传物质在后代体内各占一半,因此后代绝对不是父母的复制品。而克隆绵羊的诞生,意味着人类可以利用哺乳动物的一个细胞大量生产出完全相同的生命体,完全打破了亘古不变的自然规律。这是生物工程技术发展史中的一个里程碑,也是人类历史上的一项重大科学突破。
完全可以说,克隆技术是一项划时代的技术。
3、克隆人与试管婴儿是不是也有本质上的区别
试管婴儿是将夫妇双方的精子和卵子通过在体外授精的形式达到繁育后代的目的,还是精卵结合有性繁殖,只是在体内授精还是在体外授精的问题。而克隆人并不需要精子,是单性繁殖或叫无性繁殖。
克隆是英语单词clone的音译,clone源于希腊文klone,原意是指幼苗或嫩枝,以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物,如杆插和嫁接。如今,克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。克隆也可以理解为复制、拷贝,就是从原型中产生出同样的复制品,它的外表及遗传基因与原型完全相同。中国克隆了什么?蛙:1952年,未成功。鲤鱼:1963年,中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼,比多利羊的克隆早了33年。但由于相关论文是发表在一本中文科学期刊,并没有翻译成英文,所以并不为国际上所知晓。(源自:PBS)古代神话里孙悟空用自己的汗毛变成无数个小孙悟空的离奇故事,表达了人类对复制自身的幻想。1938 年,德国科学家首次提出了哺乳动物克隆的思想,1996年,体细胞克隆羊“多利”出世后,克隆迅速成为世人关注的焦点,人们不禁疑问:我们会不会跟在羊的后面?这种疑问让所有人惶惑不安。然而,反对克隆的喧嚣声没有抵过科学家的执着追求,伴随着牛、鼠、猪乃至猴这种与人类生物特征最为相近的灵长类动物陆续被克隆成功,人们已经相信,总有一天,科学家会用人类的一个细胞复制出与提供细胞者一模一样的人来,克隆人已经不是科幻小说里的梦想,而是呼之欲出的现实。目前,已有三个国外组织正式宣布他们将进行克隆人的实验,美国肯塔基大学的扎沃斯教授正在与一位名叫安提诺利的意大利专家合作,计划在两年内克隆出一个人来。由于克隆人可能带来复杂的后果,一些生物技术发达的国家,现在大都对此采取明令禁止或者严加限制的态度。克林顿说:“通过这种技术来复制人类,是危险的,应该被杜绝!”全国政协委员、中国科学院国家基因研究中心主任洪国藩也明确表示反对进行克隆人的研究,而主张把克隆技术和克隆人区别开来。克隆人,真的如潘多拉盒子里的魔鬼一样可怕吗?实际上,人们不能接受克隆人实验的最主要原因,在于传统伦理道德观念的阻碍。千百年来,人类一直遵循着有性繁殖方式,而克隆人却是实验室里的产物,是在人为操纵下制造出来的生命。尤其在西方,“抛弃了上帝,拆离了亚当与夏娃”的克隆,更是遭到了许多宗教组织的反对。而且,克隆人与被克隆人之间的关系也有悖于传统的由血缘确定亲缘的伦理方式。所有这些,都使得克隆人无法在人类传统伦理道德里找到合适的安身之地。但是,正如中科院院士何祚庥所言:“克隆人出现的伦理问题应该正视,但没有理由因此而反对科技的进步”。人类社会自身的发展告诉我们,科技带动人们的观念更新是历史的进步,而以陈旧的观念来束缚科技发展,则是僵化。历史上输血技术、器官移植等,都曾经带来极大的伦理争论,而当首位试管婴儿于1978年出生时,更是掀起了轩然大波,但现在,人们已经能够正确地对待这一切了。这表明,在科技发展面前不断更新的思想观念并没有给人类带来灾难,相反地,它造福了人类。就克隆技术而言,“治疗性克隆”将会在生产移植器官和攻克疾病等方面获得突破,给生物技术和医学技术带来革命性的变化。比如,当你的女儿需要骨髓移植而没有人能为她提供;当你不幸失去5岁的孩子而无法摆脱痛苦;当你想养育自己的孩子又无法生育……也许你就能够体会到克隆的巨大科学价值和现实意义。治疗性克隆的研究和完整克隆人的实验之间是相辅相成、互为促进的,治疗性克隆所指向的终点就是完整克隆人的出现,如果加以正确的利用,它们都可以而且应该为人类社会带来福音。
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