【—科技小論文之克隆】克隆是英文"clone"或"cloning"的音譯,而英文"clone"則起源于希臘文"Klone",原意是指以幼苗或嫩枝插條,以無性繁殖或營養(yǎng)繁殖的方式培育植物,如扦插和嫁接。
生物科技小論文
——克隆
在大陸譯為“無性繁殖”在臺灣與港澳一般意譯為復(fù)制或轉(zhuǎn)殖或群殖。 中文也有更加確切的詞表達(dá)克隆,“無性繁殖”、“無性系化”以及“純系化”?寺∈侵干矬w通過體細(xì)胞進(jìn)行的無性繁殖,以及由無性繁殖形成的基因型完全相同的后代個(gè)體組成的種群。通常是利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個(gè)體有完全相同基因組織后代的過程。
科學(xué)家把人工遺傳操作動(dòng)物繁殖的過程叫克隆,這門生物技術(shù)叫克隆技術(shù),其本身的含義是無性繁殖,即由同一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖而形成的純細(xì)胞系,該細(xì)胞系中每個(gè)細(xì)胞的基因彼此相同。
克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝,就是從原型中產(chǎn)生出同樣的復(fù)制品,它的外表及遺傳基因與原型完全相同。 時(shí)至今日,“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”,凡是來自同一個(gè)祖先,無性繁殖出的一群個(gè)體,也叫“克隆”。這種來自同一個(gè)祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”,簡稱無性系。簡單講就是一種人工誘導(dǎo)的無性繁殖方式。但克隆與無性繁殖是不同的。無性繁殖是指不經(jīng)過雌雄兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合、只由一個(gè)生物體產(chǎn)生后代的生殖方式,常見的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、莖、葉等經(jīng)過壓條、扦插或嫁接等方式產(chǎn)生新個(gè)體也叫無性繁殖。綿羊、猴子和牛等動(dòng)物沒有人工操作是不能進(jìn)行無性繁殖的?寺⊙蚨嗬彩强寺〉漠a(chǎn)物。關(guān)于克隆的設(shè)想,中國明代的大作家吳承恩已有精彩的描述——孫悟空經(jīng)常在緊要關(guān)頭拔一把猴毛變出一大群猴子,這當(dāng)然是神話,但用今天的科學(xué)名詞來講就是孫悟空能迅速的克隆自己。從理論上講,猴子毛含有的蛋白質(zhì)是指導(dǎo)該部分毛發(fā)合成的DNA的部分表達(dá)(與其內(nèi)含子和外顯子有關(guān)),可以進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,也就是可以克隆,但是事實(shí)上,我們的技術(shù)沒有先進(jìn)到這樣的地步。
另外一種克隆方法是提取兩個(gè)或多個(gè)人的基因細(xì)胞進(jìn)行組合形成胚胎,出生后的克隆人將有提供基因的幾個(gè)人的特征.
由于克隆技術(shù)是無性生殖所以它并不是根據(jù)基因重組、基因突變、染色體變異等原理而發(fā)明的技術(shù)。
基本過程
先將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中,利用微電流刺激等使兩者融合為一體,然后促使這一新細(xì)胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎,當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后,再被植入動(dòng)物子宮中使動(dòng)物懷孕,便可產(chǎn)下與提供細(xì)胞者基因相同的動(dòng)物。這一過程中如果對供體細(xì)胞進(jìn)行基因改造,那么無性繁殖的動(dòng)物后代基因就會發(fā)生相同的變化。
克隆技術(shù)不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的結(jié)合,只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞,用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎,再將胚胎植入雌性動(dòng)物體內(nèi),就可孕育出新的個(gè)體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來的克隆動(dòng)物,具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征,是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。英國英格蘭科學(xué)家和美國俄勒岡科學(xué)家先后培養(yǎng)出了“克隆羊”和“克隆猴”
克隆技術(shù)的成功,被人們稱為“歷史性的事件,科學(xué)的創(chuàng)舉”。有人甚至認(rèn)為,克隆技術(shù)可以同當(dāng)年原子彈的問世相提并論。
如果克隆技術(shù)被用于“復(fù)制”像希特勒之類的戰(zhàn)爭狂人,那會給人類社會帶來什么呢?即使是用于“復(fù)制”普通的人,也會帶來一系列的倫理道德問題。如果把克隆技術(shù)應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn),將會使優(yōu)良牲畜品種的培育與繁殖發(fā)生根本性的變革。若將克隆技術(shù)用于基因治療的研究,就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌癥、艾滋病等頑疾。克隆技術(shù)猶如原子能技術(shù),是一把雙刃劍,劍柄掌握在人類手中。人類應(yīng)該采取聯(lián)合行動(dòng),避免“克隆人”的出現(xiàn),使克隆技術(shù)造福于人類社會。
近年來重要成果
克隆羊“多利”的誕生在全世界掀起了克隆研究熱潮,隨后,有關(guān)克隆動(dòng)物的報(bào)道接連不斷。1997年3月,即“多利”誕生后近1個(gè)月的時(shí)間里,美國、中國臺灣和澳大利亞科學(xué)家分別發(fā)表了他們成功克隆猴子、豬和牛的消息。不過,他們都是采用胚胎細(xì)胞進(jìn)行克隆,其意義不能與“多利”相比。同年7月,羅斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細(xì)胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉(zhuǎn)基因綿羊“波莉”(Polly)。這一成果顯示了克隆技術(shù)在培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面的巨大應(yīng)用價(jià)值。 1998年7月,美國夏威夷大學(xué)Wakayama等報(bào)道,由小鼠卵丘細(xì)胞克隆了27只成活小鼠,其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代,這是繼“多利”以后的第二批哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植后代。此外,Wakayama等人采用了與“多利”不同的、新的、相對簡單的且成功率較高的克隆技術(shù),這一技術(shù)以該大學(xué)所在地而命名為“檀香山技術(shù)”。
此后,美國、法國、荷蘭和韓國等國科學(xué)家也相繼報(bào)道了體細(xì)胞克隆牛成功的消息;日本科學(xué)家的研究熱情尤為驚人,1998年7月至1999年4月,東京農(nóng)業(yè)大學(xué)、近畿大學(xué)、家畜改良事業(yè)團(tuán)、地方(石川縣、大分縣和鹿兒島縣等)家畜試驗(yàn)場以及民間企業(yè)(如日本最大的奶商品公司雪印乳業(yè)等)紛紛報(bào)道了,他們采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細(xì)胞以及初乳中提取的乳腺細(xì)胞克隆牛的成果。至1999年底,全世界已有6種類型細(xì)胞——胎兒成纖維細(xì)胞、乳腺細(xì)胞、卵丘細(xì)胞、輸卵管/子宮上皮細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和耳部皮膚細(xì)胞的體細(xì)胞克隆后代成功誕生。 2000年6月,中國西北農(nóng)林科技大學(xué)利用成年山羊體細(xì)胞克隆出兩只“克隆羊”,但其中一只因呼吸系統(tǒng)發(fā)育不良而早夭。據(jù)介紹,所采用的克隆技術(shù)為該研究組自己研究所得,與克隆“多利”的技術(shù)完全不同,這表明中國科學(xué)家也掌握了體細(xì)胞克隆的尖端技術(shù)。
在不同種間進(jìn)行細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)也取得了一些可喜成果,1998年1月,美國威斯康星一麥迪遜大學(xué)的科學(xué)家們以牛的卵子為受體,成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動(dòng)物的胚胎,這一研究結(jié)果表明,某個(gè)物種的未受精卵可以同取自多種動(dòng)物的成熟細(xì)胞核相結(jié)合。雖然這些胚胎都流產(chǎn)了,但它對異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年,美國科學(xué)家用牛卵子克隆出珍稀動(dòng)物盤羊的胚胎;中國科學(xué)家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎,這些成果說明克隆技術(shù)有可能成為保護(hù)和拯救瀕危動(dòng)物的一條新途徑。
克隆技術(shù)可以用來生產(chǎn)“克隆人”,可以用來“復(fù)制”人,因而引起了全世界的廣泛關(guān)注。對人類來說,克隆技術(shù)是悲是喜,是禍?zhǔn)歉?唯物辯證法認(rèn)為,世界上的任何事物都是矛盾的統(tǒng)一體,都是一分為二的。
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