浅谈克隆技术

浅谈克隆技术一、克隆与克隆技术的概念克隆是英文Clone一词的单译，意为无性繁殖系，即通过无性繁殖（如细胞丝分裂）可连续传代并形成的群体，常用于细胞水平的描述。克隆技术（Cloning）则指由众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或细胞的技术操作。如基因克隆是指某种目的基因的分离过程，通常是将生物材料的遗传物质如DNA以酶切成片断，插入到载体中，通过无性繁殖（细菌或细胞的倍增）使其扩增，然后再以某种探针选择钓、取目的基因。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，含义是无性繁殖。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”。二、克隆技术的发展时期克隆技术，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。克隆绵羊“多利”由一头母羊的体细胞克隆而来，使用的便是动物克隆技术。三、克隆的生物学含义“克隆”在生物学领域有3个不同层次的含义：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”。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。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。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。四、克隆技术的基本过程：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”。五、克隆技术的应用及研究成果在生物学上，克隆通常用在两个方面：克隆一个基因或是克隆一个物种。克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因（例如通过PCR的方法），然后将其插入。另外在动物界也有无性繁殖，不过多见于非脊椎动物，如原生动物的分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但对于高级动物，在自然条件下，一般只能进行有性繁殖，所以要使其进行无性繁殖，科学家必须经过一系列复杂的操作程序。在20世纪50年代，科学家成功地无性繁殖出一种两栖动物—非洲爪蟾，揭开了细胞生物学的新篇章。013年，日本理化研究所的科学家借助用克隆动物培育克隆动物的“再克隆”技术，成功地用一只实验鼠培育出了26代共598只实验鼠，而且克隆的实验鼠很健康，繁殖能力和寿命与一般实验鼠也没有区别。研究人员认为，这说明再克隆可以无限持续下去。该研究作为封面故事发表在了3月7日的《细胞-干细胞》(CellStemCell)杂志网络版上。美国俄勒冈卫生与科学大学的一个研究小组15日在美国科学期刊《细胞》网络版上发表文章，宣布已使用“体细胞克隆技术”，向卵细胞内植入他人皮肤细胞的细胞核，首次成功制造了能够分化成各种组织的胚胎干细胞。英国和我国等国在80年代后期先后利用胚胎细胞作为供体，“克隆”出了哺乳动物。到90年代中期，我国已用此种方法“克隆”了老鼠、兔子、山羊、牛、猪5种哺乳动物。六、克隆技术的起源及发展前景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，研究工作在80年代初期一度进入低谷。后来，有人用哺乳动物胚胎细胞进行克隆取得成功。1996年7月5日，英国科学家伊恩·维尔穆特博士用成年羊体细胞克隆出一只活产羊，给克隆技术研究带来了重大突破，它突破了以往只能用胚胎细胞进行动物克隆的技术难关，首次实现了用体细胞进行动物克隆的目标，实现了更高意义上的动物复制。研究克隆技术的目标是找到更好的办法改变家畜的基因构成，培育出成群的能够为消费者提供可能需要的更好的食品或任何化学物质的动物。在园艺业和畜牧业中，克隆技术是选育遗传性质稳定的品种的理想手段，通过它可以培育出优质的果树和良种家畜。在医学领域，目前美国、瑞士等国家已能利用“克隆”技术培植人体皮肤进行植皮手术。这一新成就避免了异体植可能出现的排异反应，给病人带来了福音。据中国新华社1997年4月4日报道，上海市第九人员医院整形外科专家曹谊林在世界上首次采用体外细胞繁殖的方法，成功地在白鼠上复制出人耳，为人体缺失器官的修复和重建带来希望。克隆技术还可用来大量繁殖许多有价值的基因，如治疗糖尿病的胰岛素、有希望使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种疾病感染的干扰素等等。奇妙的克隆技术已展示出广阔的应用前景，概括起来大致有以下四个方面：（1）培育优良畜种和生产实验动物；（2）生产转基因动物；（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法；（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。七、克隆人的禁忌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。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。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，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。八、总结科学从来都是一把双刃剑。但是，某项科技进步是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它，而不能因为暂时不合情理就因噎废食。克隆技术确实可能和原子能技术一样，既能造福人类，也可祸害无穷。但“技术恐惧”的实质，是对错误运用技术的恐惧，而不是对技术本身的恐惧。参考文献1、张德福，王建荣《浅谈转基因克隆动物技术》生物学通报2000年04期2、李建凡《克隆技术》化学工业出版2002年3月第一版3、张学敏，王宜强《靶向新基因分子克隆策略：理论与方法》军事医学科学出版社1999年6月第一版4、王庆跃，王晨，黄庆《从“夏娃”到克隆人：生物克隆技术》珠海出版社2002年5、威尔马特，张尚雄，坎贝尔《第二次创造：多莉与生物控制的时代》湖南教育出版社2000年3月第一版6、代天宇《复制生命：人类与克隆》科学普及出版社1999年7、傅继梁《基因工程小鼠》上海科技出版社2006年1月第一版8、陈宏《基因工程原理与应用》中国农业出版社2004年9、刘志国，屈伸《基因克隆的分子基础与工程原理》化学工业出版社2003年8月第一版10、审方平，董一宇《克隆的世界》北京大学出版社2000年6月第一版11、王廷华，董坚李《基因工程原理与技术》科学出版社2005年3月第一版