新射雕51集:到底克隆的过程是怎样的呢?克隆是复制吗?

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/05/07 04:30:29
克隆技术究竟是怎样??

克隆并不是指复制.克隆是指无性繁殖系.具体的说,是指从一个共同的祖先,通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子,细胞或个体.如果克隆当作动词用,就表示整个无性繁殖的过程.克隆的原意是用离体的小树枝来繁殖植物.

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。

克隆一词是由clone音译而来,在音译名出现以前曾有一个意译名--无性繁殖系,指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或有机群体。

我们通过细胞培养可以得到一个细胞克隆。在微生物实验时,通过倒平皿,我们可以得到一个个的菌落,这些菌落其实就是细菌的克隆。可见克隆原来是个名词,指一群细胞或一群个体。随着分子生物学的发展,出现了核移植与基因工程之类的操作。核移植操作可以得到重建细胞,重建细胞可以繁殖成一个无性系;基因工程操作可以将某一被选定的基因拼接到质粒的复制子上,随着复制子的复制也能得到DNA分子的无性系。于是,有人就把这类操作称作克隆,即将clone一词由名词转化成动词,并将核移植称为 nuclear cloning(核克隆),通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecular cloning(分子克隆)。在这里克隆是一种实现无性繁殖(asexual reproduction)的操作,是一种显微操作或分子生物学操作,而不是一般意义上的无性繁殖(或无性繁殖操作)。这也许正是克隆一词能够存在而不被无性繁殖替代的原因。

多利羊又称克隆羊,其实是用核克隆技术产生的羊。有人说,只有多利羊才是真正的克隆羊,其他报导,如克隆猪、克隆牛等,由于它们是由胚胎细胞发育而成的,而胚胎细胞是有性繁殖产生的,所以,不是真正意义上的克隆。这是一种误解,是由于对有性过程在时间上把握不准所造成的。有性过程到受精卵、即合子形成时即告结束,合子分裂一旦开始即与有性过程无关了。如果说分裂后的胚胎细胞是有性繁殖产生的,那么,体细胞追究下去也是有性繁殖产生的。但事实上它们都是由合子经有丝分裂逐渐产生的。这就是说,有性繁殖实际上是经过一次有性过程和许多次无性过程,最后产生一个成活的后代而实现的。从胚胎中取出一个细胞使之发育成一个个体,这显然应属于无性繁殖。所以,从这个意义上讲,杜里舒是克隆技术(细胞克隆技术)的创始人,他的将两分裂球时期的细胞分开,使之发育成两个海胆的实验,是最早的克隆实验。而人类的同卵双生双胞胎,就是经天然细胞克隆化产生的。而克隆猪、克隆牛,如果是经核移植育成的,则不管供核细胞是来自早期胚胎细胞,还是已分化细胞,均属于真正意义上的克隆技术,而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技术。

这里顺便提一下,因为中文词不能从词形上看出词性,所以,"细胞克隆"一词既可看成名词,又可看成动词。作为名词,细胞克隆指细胞的一个无性繁殖系。作为动词,它与核克隆、分子克隆对应,指用细胞去无性繁殖。为了与前者区别,作者建议该意思可用"细胞克隆化"或"细胞克隆技术"来表达。应用细胞克隆技术,可将细胞克隆成一个无性繁殖的细胞群体,如细胞培养中得到的克隆;也可使克隆后的细胞分化、发育成一个无性繁殖的个体,如杜里舒得到的海胆,某些研究者得到的克隆猪、克隆牛等。

多利羊与其它克隆动物的区别不在于是不是无性繁殖,而在于供核细胞的分化程度。早期胚胎细胞基本上是未分化细胞,即使是成形胚胎的已分化细胞,其细胞分化程度也远低于成年个体的已特化细胞。能将已特化细胞克隆成一个成活的个体,从理论上讲这是一次重大突破。这说明,已特化细胞的遗传结构即使发生了变化,这种变化也不是不可逆的,至少特化至乳腺上皮细胞时还是如此。至于神经细胞、脑细胞的特化是不是不可逆的,也可用核移植的方法检验。不过可以预料,克隆神经细胞,难度肯定要高于乳腺上皮细胞。

话说到这里你一定能理解,为什么说克隆不是复制的同义词了。提起复制,我们最熟悉的就是用复印机复印文件,通过复印得到的复制品与原件是完全一样的。DNA的复制结果就是如此,所以复制用于DNA的合成是一个非常确切的术语。而克隆则是一个过程,克隆产生的个体还需进行胚胎发育和胎后发育,克隆个体与原本之间有一段年龄差异。由于发育过程既受基因主宰又受环境调控,而克隆与其原本尽管基因相同,所处环境却绝不会相同,所以,克隆与其原本是不可能像复制品与原件那样完全一样的。再者,如果克隆个体是由核移植产生的,那么,由于重建细胞的细胞质并非来自原本,而我们知道细胞质中也有遗传物质,它们必然会对个体产生影响,所以,更不能把克隆个体看成是原本的复制品。

克隆个体可以看成是原本的再生,但不是原本的复活。因为:i.克隆个体和原本可以同时存在,ii.尽管从遗传结构上看克隆个体和原本是姐妹(兄弟)关系,但从年龄上看它们却是亲子关系。无性繁殖的生物仍然有"代"的概念,克隆个体也应有"代"的概念。而且,克隆个体的代间界限也是很容易划分的。由原本的体细胞产生的克隆个体是第1代,克隆个体成为成体后从其体细胞再克隆,即可得到第2代克隆个体。理论上讲,正如无性繁殖可以一代接一代地传下去一样,克隆个体的代数也是无止境的。只不过克隆不是自然进行的繁殖,而是人为操作,是否有必要一代代克隆下去值得怀疑。如果没有理论或实际上的意义,可能不会有人愿意做多代克隆的工作。

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。

可以说是复制.
但实际是再创造.