神奇的克隆：克隆技术及其应用与发展

03-15 23:55:53 | http:/www.youjiao51.com | 628次 | 苏教版语文

　　
　　目前克隆技术、基因工程研究正突飞猛进向前发展，基因概念及其理论的建立，打开了人类了解生命并控制生命的窗口。基因研究已成为当前科学研究中最有决定性的领域之一，成为推动生物、食品和制药产业发展的引擎。众所周知，20世纪遗传学的发展举世瞩目，由于遗传学的发展，科学的社会功能以及社会对科学的制约更受关注，从试管婴儿到克隆技术再到人类基因图谱的绘制无不牵动着世人的心。21世纪是生物技术革命的世纪，克隆技术的应用将促进遗传学，细胞发育生物学，产科学等学科的研究进展，有利于整个世界的科学进步和生活质量的提高，对人类的生活将会产生深远的影响。
　　克隆、克隆技术
　　以及克隆的基本过程
　　“克隆”一词源于“Clone”的音译，指的是人工诱导动、植物的无性繁殖过程，这门生物技术就叫克隆技术。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，如：由植物的根、茎、叶等经过压条或嫁接等方式产生新个体。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。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。我们可将其研究或操作的对象分为基因克隆、细胞克隆和个体克隆三大类。
　　基因克隆是指在分子(DNA)水平上开展研究工作以获得大量的相同基因及其表达产物。
　　细胞克隆则是在细胞水平上开展研究工作以获得大量相同的细胞。
　　个体克隆则是经过一系列的操作产生一个或多个与亲代完全相同的个体，这种克隆所用的生物材料可能是一个细胞，也可能是一个组织。可以看出，基因克隆、细胞克隆和个体克隆是在三个不同的层次上开展的研究工作，以原有的基因或细胞或生物个体作为模板，复制出多个与原来模板完全相同的基因或细胞或生物个体来。这就有点像大家利用复印机复印资料，或用胶片冲洗照片一样，从原有的资料或底片复制出许多完全一样的资料或照片来。但实际上并非复制胚胎，只是从成年人体内的一个细胞抽取当中包含的基因资料，然后将植入一个没有核子的卵子细胞内，通过体外受精的方法使这个新细胞发育成一个胚胎。例如小羊多利就是利用体细胞进行细胞核移植而克隆成功的，多利羊的产生与三只母羊有关，其克隆过程如下：科学家选取了三只母羊，先将一只母羊的卵细胞中所有遗传物质吸出，然后将另一只6岁母羊的乳腺细胞与之融合，形成一个含有新遗传物质的卵细胞，并促使它分裂发育成胚胎，当这一胚胎生长到一定程度时再将它植入第三只母羊的子宫中，由它孕育并产下克隆羊多利，出生的“羊多”小绵羊与6岁母羊具有完全相同的外貌。
　　克隆技术在相关领域的应用
　　克隆的最终产物，如克隆牛、克隆鼠等都不是最重要的成果，基因克隆技术应是建立转基因动物模板的核心和关键性技术，利用转基因动物的体细胞大量复制出具有相同优良性状的个体。由于动物体细胞克隆可以复制出的数量巨大的优良个体，因此动物克隆技术可以首先应用于畜牧业育种上。通常在动物育种中所采用的方法主要是杂交育种，即把两个具有不同优良性状的雌雄个体进行交配，然后在后代中去选择人们所需要的个体。要获得一个优良品种，往往需要几年甚至几十年的时间，而且必须不断地进行育种。如果采用动物个体克隆技术，就可以大量复制出人类所需要的优良个体，还可以大大缩短育种时间和节省大量的人力、物力。

隆技术的完善为转基因动物的繁殖开辟了一条通道，应用克隆技术可以将转基因绵羊大量繁殖，从而可在降低成本的同时大幅度提高产量，可见克隆技术在这方面的应用前途无量。利用个体克隆技术，可以建立起稳定的动物模型，这将有利于揭示基因结构和功能间的关系，揭示生命的本质。动物克隆技术还有可能用于延缓珍稀濒危动物的灭绝。研究结果表明有的动物的器官与人的器官十分类似，科研人员正在设法用动物的器官来进行人的器官移植，利用动物克隆技术获得足够量的动物器官用于人类器官移植。由于大多数哺乳动物类的胚胎发育过程非常相似，应用治疗性克隆技术，还会促进畜牧业、动物业、制药业等方面的蓬勃发展。目前，组织器官制造领域是全球高科技竞争最激烈的领域之一，各种再生或实验室培养的骨头、软骨、血管、皮肤以及胚胎神经组织都正在人体上试验。肝脏、胰腺、心脏、耳朵以及手指也正在实验室中成形，个体克隆技术用于生物医学方面，将会产生巨大的经济效益。
　　克隆技术的发展历程
　　克隆技术经历了三个发展时期即微生物克隆、生物技术克隆和动物克隆。
　　微生物克隆：即由一个细菌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。
　　生物技术克隆：如DNA克隆。
　　动物克隆：即由一个细胞克隆成一个动物。
　　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。克隆技术由德国胚胎学家于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，后来科研人员人用哺乳动物胚胎细胞进行克隆取得成功。1996年世界上第一只克隆羊多利在英国爱丁堡的出世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。自克隆绵羊多利后，科学家又成功地克隆出了猪、鼠、兔、猴、牛以及猴等，他们所用的生物材料也都是体细胞，这对于挽救濒危动物具有重要意义。
　　克隆技术的对人类的影响
　　克隆技术的迅速发展得益于人体胚胎干细胞的发现，利用这种细胞有可能在体外培育出与提供细胞的病人遗传特征完全相同的细胞、组织或器官，例如骨髓、脑细胞、心肌，甚至肝、肾等，它们可被用于治疗白血病、帕金森氏症、心脏病和器官衰竭等疾病，这将同时解决器官移植中的排异反应和供体器官严重缺乏难题。正确运用克隆技术，可以为人类带来许多好处，如可终止癌症的扩散，检测胎儿的遗传缺陷，治疗神经系统的损伤，可以发展治疗习惯性流产的方法及新的避孕技术，提高妊娠成功率，可以得到更多的用于治疗的干细胞，为制造能移植于人体的动物器官开辟了前景，促进了遗传学的发展等。克隆技术被滥用则可产生可怕的后果，如克隆技术能减少遗传变异，通过克隆产生的个体具有同样的遗传基因和同样的疾病敏感性，一种疾病就可以毁灭整个由克隆产生的群体，干扰了自然进化过程，而生物多样性正是自然可持续发展的基础。克隆技术还可导致对后代遗传性状的人工控制，科学家将通过更改胚胎的遗传基因，改变某个个体眼睛的颜色，对某种疾病的耐受性等，这是很多伦理学家所不能接受的，人类需要建立相应的社会伦理体系。目前克隆技术引起争论的核心是能否允许对发育初期的人类胚胎进行遗传操作，进行克隆人研究等。克隆技术确实可能与历史上的原子能技术等一样，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人的恐惧，而不是对技术本身的恐惧。某项科技进步最终是否真正有益于人类，关键在于人类如何对待和应用它。对于克隆技术，善良的人们可以利用它来为人类服务，为人类造福，而邪恶的人们却能用它来危害人类的生存。因此，在研究克隆技术时必须遵循人类的共同法则，制订科学的克隆计划，采取相应的研究对策，避免克隆技术的负效应。