克隆的来历?

克隆的来历?


以及克隆的好处 ? 克隆了什么 ?
记住要简要
什么叫克隆?
克隆(clone)是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群,即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆在希腊语中是“小树枝叶”的意思,用以指无性增殖物。现在则指个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物。(1)个体水平:在植物的无性增殖中,植物的发芽、插条等由同一个体通过无性生殖而增长的个体群均被视为克隆。采用组织培养方法可使植物细胞培养发育成完全的个体(愈伤组织),采用这种方法得到的具有相同基因型的个体群,也被称为克隆;在动物的无性增殖中,典型的例子是采用核移植实验方法,把分化细胞的核移植到一个事先去核的蛙卵中,让其发育并得到克隆蛙。克隆动物具有均一遗传性质,在研究环境条件对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的实验材料。在哺乳动物中,由于细胞分化,核异质化的程度加剧,因此核移植尚无成功的例子。(2)细胞水平:由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆。但如果培养细胞发生转化,则很容易引起染色体变异。(3)基因水平:利用基因重组操作技术,使特定的基因与载体结合,在细菌等宿主中进行增殖,有可能得到均匀的基因群。克隆基因在基因功能与精细结构的关系等基础研究及在有用物质的生产方面,均已得到应用。
在上述3种水平上,增殖并分离获得单一的克隆群称为克隆化。此时,克隆一词也可作为动词理解。克隆是重组DNA技术的核心部分。事实上,克隆技术现已被人们用来通过营养方式繁殖病毒等微生物和植物的纯种,从而保证了这些生物基因组的准确连续性。现在,克隆这个词还包括单个自主遗传因子的分离与保存。细胞生物的克隆只需要营养培养基,而基因的克隆则需要某种载体复制子、特定的寄主细胞和营养培养基。各种类型生物的克隆技术在生物工程中均有其重要作用。
“克隆”是从英文“clone”音译而来,在生物学领域有3个不同层次的含义。
1.在分子水平,克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中,然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。
2.在细胞水平,克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如,使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如,在脊椎动物体内,当有外源物(如细菌或病毒)侵入时,会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成,这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式-无性繁殖,即不经过两性结合,子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低,越有可能采取这种繁殖方式。
3.在个体水平,克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如,两个同卵双胞胎即为一个克隆!因为他(她)们来自同一个卵细胞,所以遗传背景完全一样。按此定义,“多利”并不能说成是一个克隆!因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中,得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中,作者并没有把“多利”说成是一个克隆。
另外,克隆也可以做动词用,意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。
二、克隆技术
1.DNA克隆
现在进行DNA克隆的方法多种多样,其基本过程如下图所示(未按比例)
可见,这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面,包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理,以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。
2.生物个体的克隆
(1)植物个体的克隆
在20世纪50年代,植物学家用胡萝卜为模型材料,研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题,他们惊奇地发现,从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞
可以发育形成一棵完整的植株!由此,他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样,故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程!
(2)动物个体的克隆
① “多利”的诞生
1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布,世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生,这一消息立刻轰动了全世界。
“多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下:
从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止了分裂,此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,最后形成了融合细胞,由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只,还不够叫做克隆羊的话,这些小鼠
就是名副其实的克隆鼠了。
② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程
在本实验中,卵丘细胞是经如下过程得到的:通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素,使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10-12微米的卵丘细胞用作细胞核供体(前期实验表明,若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核,经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期)。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中,在3小时内进行细胞核移植(与此不同的是,在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3-6次)
卵母细胞(一般处于减数分裂中期 II )通过与上面描述类似的方法,从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核,尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核,也尽量去除所带的细胞质(通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次,以去除所带的少量的细胞质)。在细胞核被取出后5分钟之内,直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1-6小时,然后加入二价的锶离子(Sr2+)和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活,后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞,放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。
不同阶段的胚胎(从2细胞期到胚泡期)被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。
目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国,除猴子以外,其他克隆动物都有,也能连续核移植克隆山羊,该技术比胚胎分割技术更进一步,将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多,每份细胞越少,发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个,就是“多利”羊。
三、克隆技术的福音
1. 克隆技术与遗传育种
在农业方面,人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。
2. 克隆技术与濒危生物保护
克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音,具有很大的应用前景。从生物学的角度看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。
3. 克隆技术与医学
在当代,医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”,作器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是,利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道?是否合法?经济是否合算?
克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素,等等。
克隆是英文clone的音译,简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。无性繁殖是指不经过雌雄两性生殖细胞的结合、只由一个生物体产生后代的生殖方式,常见的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、茎、叶等经过压条或嫁接等方式产生新个体也叫无性繁殖。绵羊、猴子和牛等动物没有人工操作是不能进行无性繁殖的。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆,这门生物技术叫克隆技术。
克隆的基本过程是先将含有遗传物质的供体细胞的核移植到去除了细胞核的卵细胞中,利用微电流刺激等使两者融合为一体,然后促使这一新细胞分裂繁殖发育成胚胎,当胚胎发育到一定程度后,再被植入动物子宫中使动物怀孕,便可产下与提供细胞者基因相同的动物。这一过程中如果对供体细胞进行基因改造,那么无性繁殖的动物后代基因就会发生相同的变化。
克隆羊 
克隆技术
克隆技术即无性繁殖技术。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子结合发育成胚胎,经妊娠后产出新的个体。克隆技术不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的结合,只需从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎植入雌性动物体内,就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物,具有与单细胞供体完全相同的特征,是单细胞供体的“复制品”。英国英格兰科学家和美国俄勒冈科学家先后培养出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技术的成功,被人们称为“历史性的事件,科学的创举”。有人甚至认为,克隆技术可以同当年原子弹的问世相提并论。
克隆技术可以用来生产“克隆人”,可以用来“复制”人,因而引起了全世界的广泛关注。对人类来说,克隆技术是悲是喜,是祸是福?唯物辩证法认为,世界上的任何事物都是矛盾的统一体,都是一分为二的。克隆技术也是这样。如果克隆技术被用于“复制”像希特勒之类的战争狂人,那会给人类社会带来什么呢?即使是用于“复制”普通的人,也会带来一系列的伦理道德问题。如果把克隆技术应用于畜牧业生产,将会使优良牲畜品种的培育与繁殖发生根本性的变革。若将克隆技术用于基因治疗的研究,就极有可能攻克那些危及人类生命健康的癌症、艾滋病等顽疾。克隆技术犹如原子能技术,是一把双刃剑,剑柄掌握在人类手中。人类应该采取联合行动,避免“克隆人”的出现,使克隆技术造福于人类社会。
——《素质教育新学案》
克隆技术的危害?
...尽管如此,克隆技术的巨大理论意义和实用价值促使科学家们加快了研究的步伐,从而使动物克隆技术的研究与开发进入一个高潮。 ... ...这些成果说明克隆技术有可能成为保护和拯救濒危动物的一条新途径。 四、克隆技术的应用前景 克隆技术已展示出广阔的应...
寒冰163 - 2005-12-7 19:38 - 最佳回答者: 十字军刀客 - 教育/科学 > 自然科学
克隆技术是怎么回事?
克隆技术 克隆技术即无性繁殖技术。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子结合发育成胚胎,经妊娠后产出新的个体。克隆技术不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的结合,只需从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎植入雌性动...
sfn123 - 2005-12-19 17:52 - 最佳回答者: 272928861ml - 教育/科学
克隆技术有关资料
...科学家把人工遗传操作动、植物的繁殖过程叫克隆,这门生物技术叫克隆技术。 克隆技术的设想是由德国胚胎学家于1938年首次提 出的,1952年,科学家首先用青蛙开展克隆实验,之后不断有人利用各种动物进行克隆技术研究。由于该项技术几乎没有取得进展,研究...
jywjyw333 - 2006-3-5 13:42 - 最佳回答者: leijunyu - 教育/科学 > 学习帮助
我国的克隆技术是世界前列吗?
... 动物克隆技术被生物科学家誉为“生物原子弹”,各国都在竞相发展。动物克隆技术分胚胎克隆和体细胞克隆。相比而言,体细胞克隆... ... 西北农林科技大学动物克隆技术科研群体,在1990年就掌握了胚胎克隆技术,繁育出世界首批克隆山羊。1995年又利用胚胎克隆技术,...
仙人指3 - 2005-9-21 13:01 - 最佳回答者: 我字不帅 - 教育/科学 > 自然科学
以现在的克隆技术能把一个死去的人克隆出来吗????
只有有这个人的活细胞。提取这个细胞的DNA,然后通过RNA复制出千千万万个细胞。以现在的克隆技术是可以做到的。以前这个人某处... ...目前的克隆技术,只能克隆生命的肉体而已,并不能克隆生命的“灵魂”。也就是说,克隆出来的人无感情,以前学过的东西、遇过的...
shundechaoren - 2006-2-20 18:10 - 最佳回答者: kingkongs - 教育/科学 > 自然科学
克隆技术和第一只克隆羊的情况
...它的诞生被视为20世纪末最重要的科学成就之一,它引发了全世界科学家研究克隆技术的热潮,也导致了大量技术和伦理方面的争论。 ... ...当时,曾领导克隆多利的研究的伊恩·威尔穆特教授曾表示,多利患有关节炎可能意味着克隆技术“效率低”,需要进一步研究。(完) ...
5072159 - 2005-10-9 20:36 - 最佳回答者: 晋山河 - 社会/文化
克隆技术是什么东西
克隆技术其实就是从动物A上拿一个细胞,取出细胞核!再到同种动物B的身上拿一个细胞,去掉细胞核!把取出来的细胞核放到另一个去掉细胞核的细胞中!再把它放到同种动物母体C的子宫中!这样将C将会生出一个和A一模一样的动物来!还有就是直接拿一种动物的细胞...
wasong - 2005-10-7 16:18 - 最佳回答者: 紫色残云 - 教育/科学 > 入学信息
能不能用克隆技术增加大熊猫的数量?为什么?
...而克隆技术则不能增加大熊猫的进化过程。 自上世纪90年代以来,北京动物园、四川大熊猫繁育中心、卧龙自然保护区的大熊猫繁育中心等几个地方都比较成功地繁殖了大熊猫;而在秦岭650平方公里的地方,大约150只大熊猫在13年的时间内始终处于相对稳定的状...
小小花生 - 2005-12-28 21:42 - 最佳回答者: 我是张楚 - 教育/科学 > 自然科学
克隆技术会在生活中应用吗?为什么?
看运用在什么地方因为现在的克隆技术还不是很发达,掌握得也不是很到位,所以容易出些差错。如果运用得好的话,可以运用到人体重要器官的移植以及对稀有动物的繁衍但对人的克隆还在争论中,因为这样不利于人的辨认与管理。容易出现政治问题
409257127 - 2005-11-4 20:39 - 最佳回答者:匿名 - 教育/科学 > 自然科学
法律更有利于控制克隆技术的恶性发展
不是法律有利于干吗,而是制定相应规制的法律更有利于控制克隆技术恶性发展。
克隆”是从英文“clone”音译而来,在生物学领域有3个不同层次的含义。
1.在分子水平,克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中,然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。
2.在细胞水平,克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如,使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如,在脊椎动物体内,当有外源物(如细菌或病毒)侵入时,会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成,这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式-无性繁殖,即不经过两性结合,子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低,越有可能采取这种繁殖方式。
3.在个体水平,克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如,两个同卵双胞胎即为一个克隆!因为他(她)们来自同一个卵细胞,所以遗传背景完全一样。按此定义,“多利”并不能说成是一个克隆!因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中,得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中,作者并没有把“多利”说成是一个克隆。
另外,克隆也可以做动词用,意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。
二、克隆技术
1.DNA克隆
现在进行DNA克隆的方法多种多样,其基本过程如下图所示(未按比例)
可见,这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面,包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理,以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。
2.生物个体的克隆
(1)植物个体的克隆
在20世纪50年代,植物学家用胡萝卜为模型材料,研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题,他们惊奇地发现,从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞
可以发育形成一棵完整的植株!由此,他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样,故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程!
(2)动物个体的克隆
① “多利”的诞生
1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布,世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生,这一消息立刻轰动了全世界。
“多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下:
从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止了分裂,此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,最后形成了融合细胞,由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只,还不够叫做克隆羊的话,这些小鼠
就是名副其实的克隆鼠了。
② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程
在本实验中,卵丘细胞是经如下过程得到的:通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素,使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10-12微米的卵丘细胞用作细胞核供体(前期实验表明,若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核,经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期)。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中,在3小时内进行细胞核移植(与此不同的是,在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3-6次)
卵母细胞(一般处于减数分裂中期 II )通过与上面描述类似的方法,从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核,尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核,也尽量去除所带的细胞质(通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次,以去除所带的少量的细胞质)。在细胞核被取出后5分钟之内,直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1-6小时,然后加入二价的锶离子(Sr2+)和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活,后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞,放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。
不同阶段的胚胎(从2细胞期到胚泡期)被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。
目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国,除猴子以外,其他克隆动物都有,也能连续核移植克隆山羊,该技术比胚胎分割技术更进一步,将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多,每份细胞越少,发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个,就是“多利”羊。
三、克隆技术的福音
1. 克隆技术与遗传育种
在农业方面,人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。
2. 克隆技术与濒危生物保护
克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音,具有很大的应用前景。从生物学的角度看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。
3. 克隆技术与医学
在当代,医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”,作器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是,利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道?是否合法?经济是否合算?
克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素,等等。
克隆技术即无性繁殖技术。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子结合发育成胚胎,经妊娠后产出新的个体。克隆技术不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的结合,只需从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培养成胚胎,再将胚胎植入雌性动物体内,就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物,具有与单细胞供体完全相同的特征,是单细胞供体的“复制品”。英国英格兰科学家和美国俄勒冈科学家先后培养出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技术的成功,被人们称为“历史性的事件,科学的创举”。有人甚至认为,克隆技术可以同当年原子弹的问世相提并论。
克隆技术可以用来生产“克隆人”,可以用来“复制”人,因而引起了全世界的广泛关注。对人类来说,克隆技术是悲是喜,是祸是福?唯物辩证法认为,世界上的任何事物都是矛盾的统一体,都是一分为二的。克隆技术也是这样。如果克隆技术被用于“复制”像希特勒之类的战争狂人,那会给人类社会带来什么呢?即使是用于“复制”普通的人,也会带来一系列的伦理道德问题。如果把克隆技术应用于畜牧业生产,将会使优良牲畜品种的培育与繁殖发生根本性的变革。若将克隆技术用于基因治疗的研究,就极有可能攻克那些危及人类生命健康的癌症、艾滋病等顽疾。克隆技术犹如原子能技术,是一把双刃剑,剑柄掌握在人类手中。人类应该采取联合行动,避免“克隆人”的出现,使克隆技术造福于人类社会。
克隆(clone)是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群,即具有完全相同的遗传组成的一群细胞或者生物的个体。克隆在希腊语中是“小树枝叶”的意思,用以指无性增殖物。现在则指个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物。(1)个体水平:在植物的无性增殖中,植物的发芽、插条等由同一个体通过无性生殖而增长的个体群均被视为克隆。采用组织培养方法可使植物细胞培养发育成完全的个体(愈伤组织),采用这种方法得到的具有相同基因型的个体群,也被称为克隆;在动物的无性增殖中,典型的例子是采用核移植实验方法,把分化细胞的核移植到一个事先去核的蛙卵中,让其发育并得到克隆蛙。克隆动物具有均一遗传性质,在研究环境条件对发育、分化的影响以及药物的检测方面都是重要的实验材料。在哺乳动物中,由于细胞分化,核异质化的程度加剧,因此核移植尚无成功的例子。(2)细胞水平:由一个细胞经过有丝分裂生成的细胞群叫克隆。但如果培养细胞发生转化,则很容易引起染色体变异。(3)基因水平:利用基因重组操作技术,使特定的基因与载体结合,在细菌等宿主中进行增殖,有可能得到均匀的基因群。克隆基因在基因功能与精细结构的关系等基础研究及在有用物质的生产方面,均已得到应用。
在上述3种水平上,增殖并分离获得单一的克隆群称为克隆化。此时,克隆一词也可作为动词理解。克隆是重组DNA技术的核心部分。事实上,克隆技术现已被人们用来通过营养方式繁殖病毒等微生物和植物的纯种,从而保证了这些生物基因组的准确连续性。现在,克隆这个词还包括单个自主遗传因子的分离与保存。细胞生物的克隆只需要营养培养基,而基因的克隆则需要某种载体复制子、特定的寄主细胞和营养培养基。各种类型生物的克隆技术在生物工程中均有其重要作用。 
克隆”是从英文“clone”音译而来,在生物学领域有3个不同层次的含义。
1.在分子水平,克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含义是将某一特定DNA片断通过重组DNA技术插入到一个载体(如质粒和病毒等)中,然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的大量完全相同的该DNA片断的“群体”。
2.在细胞水平,克隆实质由一个单一的共同祖先细胞分裂所形成的一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。比如,使一个细胞在体外的培养液中分裂若干代所形成的一个遗传背景完全相同的细胞集体即为一个细胞克隆。又如,在脊椎动物体内,当有外源物(如细菌或病毒)侵入时,会通过免疫反应产生特异的识别抗体。产生某一特定抗体的所有浆细胞都是由一个B细胞分裂而成,这样的一个浆细胞群体也是一个细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式-无性繁殖,即不经过两性结合,子代和亲代具有相同的遗传性。生物进化的层次越低,越有可能采取这种繁殖方式。
3.在个体水平,克隆是指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体。比如,两个同卵双胞胎即为一个克隆!因为他(她)们来自同一个卵细胞,所以遗传背景完全一样。按此定义,“多利”并不能说成是一个克隆!因为“多利”只是孤单的一个。只有当那些英国胚胎学家能将两个以上完全相同的细胞核移植到两个以上完全相同的去核卵细胞中,得到两个以上遗传背景完全相同的“多利”时才能用克隆这个词来描述。所以在那篇发表于1997年2月出版在《Nature》杂志上的轰动性论文中,作者并没有把“多利”说成是一个克隆。
另外,克隆也可以做动词用,意思是指获得以上所言DNA、细胞或个体群体的过程。
二、克隆技术
1.DNA克隆
现在进行DNA克隆的方法多种多样,其基本过程如下图所示(未按比例)
可见,这样得到的DNA可以应用于生物学研究的很多方面,包括对特异DNA的碱基顺序的分析和处理,以及生物技术工业中有价值蛋白质的大量生产等等。
2.生物个体的克隆
(1)植物个体的克隆
在20世纪50年代,植物学家用胡萝卜为模型材料,研究了分化的植物细胞中遗传物质是否丢失问题,他们惊奇地发现,从一个单一已经高度分化的胡萝卜细胞
可以发育形成一棵完整的植株!由此,他们认为植物细胞具有全能性。从一棵胡萝卜中的两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体的遗传背景完全一样,故为一个克隆。如此的植物的克隆过程是一个完全的无性繁殖过程!
(2)动物个体的克隆
① “多利”的诞生
1997年2月27日英国爱丁堡罗斯林(Roslin)研究所的伊恩·维尔莫特科学研究小组向世界宣布,世界上第一头克隆绵羊“多利”(Dolly)诞生,这一消息立刻轰动了全世界。
“多莉”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊,两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息,即提供了细胞核(称之为供体);一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞;另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫,是“多莉”羊的“生”母。其整个克隆过程简述如下:
从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞,将其放入低浓度的营养培养液中,细胞逐渐停止了分裂,此细胞称之为供体细胞;给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵细胞,并立即将其细胞核除去,留下一个无核的卵细胞,此细胞称之为受体细胞;利用电脉冲的方法,使供体细胞和受体细胞发生融合,最后形成了融合细胞,由于电脉冲还可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应,使融合细胞也能象受精卵一样进行细胞分裂、分化,从而形成胚胎细胞;将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊的子宫内,胚胎细胞进一步分化和发育,最后形成一只小绵羊。出生的“多莉”小绵羊与多塞特母绵羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一组科学家报道了将小鼠卵丘细胞(围绕在卵母细胞外周的高度分化细胞)的细胞核移植到去除了细胞核的卵母细胞中得到20多只发育完全的小鼠。如呆“多利”因为只有一只,还不够叫做克隆羊的话,这些小鼠
就是名副其实的克隆鼠了。
② 通过细胞核移植克隆小鼠的基本过程
在本实验中,卵丘细胞是经如下过程得到的:通过连续几次注射绒毛膜促性腺激素,使雌鼠诱导成高产卵量状态。然后从雌鼠输卵管中收集卵丘细胞与卵母细胞的复合体。经透明质酸处理使卵丘细胞散开。选择直径为10-12微米的卵丘细胞用作细胞核供体(前期实验表明,若用直径更小或更大的卵丘细胞的细胞核,经过细胞核移植的卵母细胞很少发育到8细胞期)。所选择的卵丘细胞保持在一定的溶液环境中,在3小时内进行细胞核移植(与此不同的是,在获得“多利”时用作细胞核供体的乳腺细胞先在培养液中传代了3-6次)
卵母细胞(一般处于减数分裂中期 II )通过与上面描述类似的方法,从不同种的雌鼠中收集。在显微镜下小心地用直径大约7微米的细管取出卵母细胞的细胞核,尽量不取出细胞质。同样小心取出卵丘细胞的细胞核,也尽量去除所带的细胞质(通过使取出的细胞核在玻璃管中往复运动数次,以去除所带的少量的细胞质)。在细胞核被取出后5分钟之内,直接注射到已经去除了细胞核的卵母细胞中。进行了细胞核移植的卵母细胞先放在一种特制的溶液中1-6小时,然后加入二价的锶离子(Sr2+)和细胞分裂抑素B。前者使卵母细胞激活,后者抑制极体的形成和染色体的排除。再取出处理过的卵母细胞,放在没有锶和细胞分裂抑素B的特制的溶液中使细胞分裂形成胚胎。
不同阶段的胚胎(从2细胞期到胚泡期)被分别植入几天前与已经结扎雄鼠交配过的假孕母鼠的输卵管或子宫中发育。发育完全的胎儿鼠在大约19天后通过手术取出。
目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。在中国,除猴子以外,其他克隆动物都有,也能连续核移植克隆山羊,该技术比胚胎分割技术更进一步,将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多,每份细胞越少,发育成的个体的能力越差。体细胞核移植克隆的动物只有一个,就是“多利”羊。
三、克隆技术的福音
1. 克隆技术与遗传育种
在农业方面,人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。
2. 克隆技术与濒危生物保护
克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音,具有很大的应用前景。从生物学的角度看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。
3. 克隆技术与医学
在当代,医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”,作器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是,利用“克隆人”作为器官供体合不合乎人道?是否合法?经济是否合算?
克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素,等等。 
克隆是英语单词clone的音译,clone源于希腊文klon,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。
1997年 2月,绵羊“多利”诞生的消息披露,立即引起全世界的关注,这头由英国生物学家通过克隆技术培育的克隆绵羊,意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞,产生出与这个动物完全相同的生命体,打破了千古不变的自然规律。
如何评价克隆技术?
无论“雷里安”如何狡辩、美化自己的行为,世界许多著名科学家的看法十分相近:“雷里安”进行克隆人实验没有任何科学目的,一句话,并非为了科学进步。
不少科学家认为,在评论克隆人这个事件时,重要的是应该先弄清楚:人类到底需不需要克隆人?
莫斯科谢琴诺夫医学院遗传学教研室阿利?阿萨诺夫教授评论道,技术和工艺方面的可能性大大超过了我们对“人类需要什么”的理解。
克隆人赞同者的论据是,该技术能够帮助不孕者拥有自己的后代。
实际上,这个要求可以通过其它更安全更有效的途径来满足。因此可以断定,利用克隆技术进行传宗接代只是借口,克隆人实验背后隐藏着非科学的商业目的。
阿萨诺夫教授认为,眼下,克隆人没有任何前景,也没有任何意义。值得指出的是,现在没有人能够预言克隆人会产生什么后果,因此现在进行克隆人实验是不道德的。
修理病变器官是克隆的未来
阿萨诺夫教授说,俄罗斯科学界坚信,克隆技术的未来应该是在内科疗法中的应用,即“内科疗法克隆”。不过,现存的问题是,该术语在表达上还极其不准确。
从本质上讲,“内科疗法克隆”是建立移植细胞材料的方法,在意义上与现在所指的克隆没有共同之处,它是一种能够培养健康器官的细胞工艺技术,利用该技术可以部分或全部替换病变器官。
根据阿萨诺夫教授的解释,现在科学家刚刚触及到人体体内所发生的内部过程这个问题,只略知皮毛。科学家前不久解读了人类基因图谱,但还不能很好地应用所得到的知识来揭开人体奥秘。为此,科学家还要进行若干年的深入研究,才能完善并掌握克隆技术。
现在的克隆,百分之九十九将是丑八怪
阿萨诺夫教授说,俄罗斯科学家已经不止一次发出警告,克隆试验所得的产物99%是丑八怪。
他们的例证为:著名的克隆羊多利是经过300次失败后才获得的。遗憾的是,多利并不是一只健康的小羊,它患有关节炎等疾病,而且出现早衰病征。另外,在其它所有克隆动物身上都发现了各种发育畸形。包括阿萨诺夫教授在内的俄罗斯科学家认为,在这种情况下进行克隆人实验,至少是一种极不负责任的做法。克隆人的一生将是一场噩梦,到30岁时,他们将成为苍老之人。
什么东西可以科隆
应该说有生命的都可以克隆
现在已经克隆什么
蛙: 1962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DNA插入来自雌性鲤鱼的卵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)
绵羊: 1996年,多利(Dolly)
猕猴: 2000年1月,Tetra,雌性
猪: 2000年3月,5只苏格兰PPL小猪;8月,Xena,雌性
牛: 2001年,Alpha和Beta,雄性
猫: 2001年底,CopyCat(CC),雌性
小鼠: 2002年
兔: 2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现;
骡: 2003年5月,爱达荷Gem,雄性;6月,犹他先锋,雄性
鹿: 2003年,Dewey
马: 2003年,Prometea,雌性
狗: 2005年,韩国首尔大学实验队,史纳比
尽管克隆研究取得了很大进展,目前克隆的成功率还是相当低的:多利出生之前研究人员经历了276次失败的尝试;70只小牛的出生则是在9000次尝试后才获得成功,并且其中的三分之一在幼年时就死了;Prometea 也是花费了328次尝试才成功出生。 而对于某些物种,例如猫和猩猩,目前还没有成功克隆的报道。而狗的克隆实验,也是经过数百次反覆试验再得来的成果。
多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。端粒是染色体位于末端的。随着细胞分裂,端粒在复制过程中不断磨损,这通常认为是衰老的一个原因。然而,研究人员在克隆成功牛后却发现它们实际上更年轻。分析它们的端粒表明它们不仅是回到了出生的长度,而且比一般出生时候的端粒更长。这意味着它们可以比一般的牛有更长的寿命,但是由于过度生长,它们中的很多都过早夭折了。研究人员相信相关的研究最终可以用来改变人类的寿命。
克隆人
由于伦理和现实上可能的后果,克隆人一直是一个充满争议的话题。许多人认为克隆人的尝试是不道德的,但有些科学家公开宣称尝试克隆人。一些团体声称他们正在进行克隆人研究或者已经克隆出了人,但是没有独立的消息来源证实。 


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