基因克隆技術(shù)的研究與進(jìn)展

1、基因克隆技術(shù)的研究與進(jìn)展楊孝剛生物工程學(xué)院生物制藥一班 2011307040141 摘要：克隆是利用生物技術(shù)由無性生殖產(chǎn)生與原個(gè)體有完全相同基因組之后代的過程. 克隆出來的動(dòng)物個(gè)體具有完全相同的遺傳結(jié)構(gòu)，成體細(xì)胞的核移植是一個(gè)很好的解決問題的方法?？寺∫粋€(gè)生物體意味著創(chuàng)造一個(gè)與原先的生物體具有完全一樣的遺傳信息的新生物體。在現(xiàn)代生物學(xué)背景下，這通常包括了體細(xì)胞核移植。在體細(xì)胞核移植中，卵母細(xì)胞核被除去，取而代之的是從被克隆生物體細(xì)胞中取出的細(xì)胞核，通常卵母細(xì)胞和它移入的細(xì)胞核均應(yīng)來自同一物種。由于細(xì)胞核幾乎含有生命的全部遺傳信息，宿主卵母細(xì)胞將發(fā)育成為在遺傳上與核供體相同的生物體。線粒體DNA

2、這里雖然沒有被移植，但相對(duì)來講線粒體DNA還是很少的，通?？梢院雎云鋵?duì)生物體的影響。治療性克隆的研究和完整克隆人的實(shí)驗(yàn)之間是相輔相成、互為促進(jìn)的，治療性克隆所指向的終點(diǎn)就是完整克隆人的出現(xiàn)，如果加以正確的利用，它們都可以而且應(yīng)該為人類社會(huì)帶來福音。關(guān)鍵詞：克隆技術(shù)；基因；克隆人；倫理；克隆的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值；克隆技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中都有所應(yīng)用。在微生物界，人們利用微生物克隆發(fā)展工業(yè)微生物。農(nóng)業(yè)微生物、酵母菌微生物、抗生素等工業(yè)，為人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療保健事業(yè)服務(wù)；在動(dòng)物界，克隆技術(shù)對(duì)保護(hù)物種特別是珍稀、瀕危物種來講是以一個(gè)福音，具有很大的應(yīng)用前景。動(dòng)物克隆大體可分為二類：一類為胚胎細(xì)胞克隆，另

3、一類為體細(xì)胞克隆。胚胎細(xì)移植，胞克隆是指用胚胎細(xì)胞移植的方法，包括胚胎細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞移植，以克隆出新的個(gè)體。體細(xì)胞克隆是指將體細(xì)胞核移植到卵細(xì)胞中，以克隆出新的個(gè)體。它包括同種體細(xì)胞克隆和異種體細(xì)胞克隆二個(gè)方面。這些不同類型的體細(xì)胞克隆動(dòng)物，都屬于無性繁殖的范疇，并在科學(xué)史上具有劃時(shí)代的意義；在醫(yī)學(xué)界，在當(dāng)代，醫(yī)生幾乎能在所有人類器官和組織上施行移植技術(shù)的，但就科學(xué)技術(shù)而言，器官移植中額排斥反應(yīng)仍是最為頭疼的事。排斥反應(yīng)的原因是組織不配型導(dǎo)致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供應(yīng)“原版人”。作器官移植之用，則絕對(duì)沒有排斥反應(yīng)之慮，因?yàn)槎呋蛳嗯?，組織也相配。但是，利用“克隆人”作為器官提供

4、體合不合乎人道？是否合法？經(jīng)濟(jì)是否合算？還有待于驗(yàn)證。但是，克隆技術(shù)也同時(shí)給我們帶來了很多弊端。它將減少遺傳變異，通過克隆產(chǎn)生的個(gè)體具有同樣地遺傳基因，同樣地疾病敏感性，一種疾病就可以消滅整個(gè)克隆產(chǎn)生的群體?？梢栽O(shè)想，如果一個(gè)國(guó)家的牛群都是同一個(gè)克隆產(chǎn)物，一種并不嚴(yán)重的病毒就可能消滅全國(guó)的畜牧業(yè)。克隆技術(shù)的使用使人們傾向于大量繁殖現(xiàn)有種群中最有利用價(jià)值的個(gè)體，而不是按自然規(guī)律促進(jìn)整個(gè)種群的優(yōu)勝劣汰，從這個(gè)意義上說，克隆技術(shù)干擾了自然進(jìn)化過程。如假設(shè)這個(gè)技術(shù)應(yīng)用于人體，將導(dǎo)致對(duì)后代遺傳性狀的人工控制?？寺〖夹g(shù)引起爭(zhēng)論的核心就是能否允許對(duì)發(fā)育初期的人類胚胎進(jìn)行操作。這是很多倫理學(xué)家所不能接受的。而

5、且，克隆技術(shù)是一種昂貴的技術(shù)，需要大量的金錢和生物專業(yè)人士額參與，失敗率非常高。多莉就是277次實(shí)驗(yàn)唯一的成果。雖然現(xiàn)在發(fā)展出了更先進(jìn)的技術(shù)，成功率也只能到達(dá)2-3%。1、 克隆1.1克隆概念 克隆，是指通過無性生殖而產(chǎn)生的遺傳上均一的生物群，即具有完全相同的遺傳組成的一群細(xì)胞或者生物的個(gè)體?？寺≡谙ＥD語中是“小樹枝葉”的意思，用以指無性增殖物?，F(xiàn)在則指?jìng)€(gè)體、細(xì)胞、基因等不同水平上的無性增殖物。1個(gè)體水平：在植物的無性增殖中，植物的發(fā)芽、插條等由同一個(gè)體通過無性生殖而增長(zhǎng)的個(gè)體群均被視為克隆。采用組織培養(yǎng)方法可使植物細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)育成完全的個(gè)體愈傷組織，采用這種方法得到的具有相同基因型的個(gè)體群，也

6、被稱為克?。辉趧?dòng)物的無性增殖中，典型的例子是采用核移植實(shí)驗(yàn)方法，把分化細(xì)胞的核移植到一個(gè)事先去核的蛙卵中，讓其發(fā)育并得到克隆蛙?？寺?dòng)物具有均一遺傳性質(zhì)，在研究環(huán)境條件對(duì)發(fā)育、分化的影響以及藥物的檢測(cè)方面都是重要的實(shí)驗(yàn)材料。在哺乳動(dòng)物中，由于細(xì)胞分化，核異質(zhì)化的程度加劇，因此核移植尚無成功的例子。2細(xì)胞水平：由一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂生成的細(xì)胞群叫克隆。但如果培養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，則很容易引起染色體變異。3基因水平：利用基因重組操作技術(shù)，使特定的基因與載體結(jié)合，在細(xì)菌等宿主中進(jìn)行增殖，有可能得到均勻的基因群?？寺』蛟诨蚬δ芘c精細(xì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究及在有用物質(zhì)的生產(chǎn)方面，均已得到應(yīng)用。1.2 克隆

7、的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)胞核者基因相同的動(dòng)物。這一過程中如果對(duì)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(huì)發(fā)生相同的變化?？寺〖夹g(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(guó)英格蘭科學(xué)家和美國(guó)俄勒岡科學(xué)家先后培

8、養(yǎng)出了“克隆羊”多利和“克隆猴”?？寺〖夹g(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。2.克隆的發(fā)展及應(yīng)用2.1 克隆的歷史克隆羊多利是克隆的產(chǎn)物。關(guān)于克隆的設(shè)想，中國(guó)明代的大作家吳承恩在西游記中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將自己身體的一部分克隆成自己。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

9、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)。雖然克隆很神奇，但是它誘人的地方也就是它最危險(xiǎn)的地方。鯉魚:1963年，中國(guó)科學(xué)家童第周早在1963年就通過將一只雄性鯉魚的遺傳物質(zhì)注入雌性鯉魚的卵中從而成功克隆了一只雌性鯉魚，比多利羊的克隆早了33年。不同時(shí)間的克隆歷史年代19521972197819961998200020012005成果克隆蝌蚪基因復(fù)制試管嬰兒克隆羊大批克隆克隆猴克隆牛和貓狗和豬2.2 克隆技術(shù)的應(yīng)用2.2.1 克隆技術(shù)的醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用克隆技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值

10、。首先，人類可以利用轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物制造各種藥物，使“克隆”動(dòng)物成為藥物制造廠。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是基因人工操作的產(chǎn)物，是將外源基因直接引入或組入到受體細(xì)胞中獲得表達(dá)，其細(xì)胞分化后發(fā)育成為動(dòng)物個(gè)體，它可以按照人類的需要生產(chǎn)，被稱為“活體生物反應(yīng)器”。此外，利用克隆技術(shù)可以生產(chǎn)人體所需的內(nèi)臟器官，用于器官移植或替換體內(nèi)衰老及發(fā)生病變的器官。2.2.2 克隆技術(shù)在瀕危物種保護(hù)中的應(yīng)用動(dòng)物滅絕的原因可以鬼節(jié)為種群繁殖速度減低或種群死亡率增高而使種群處于難以逆轉(zhuǎn)的萎縮狀態(tài)。就目前野生動(dòng)物保護(hù)現(xiàn)狀而言，如不通過人工繁殖方法，許多動(dòng)物根本無法維持其種群數(shù)量?？寺〖夹g(shù)的成熟應(yīng)用可以起到增加種群數(shù)量的目的，尤其是對(duì)于一

11、個(gè)將要滅絕的動(dòng)物具有重要意義。2.2.3 克隆人 1997年，克隆羊“多莉”的誕生引發(fā)了關(guān)于“克隆人”問題的廣泛爭(zhēng)議。2011年11月25日，沒過先進(jìn)細(xì)胞技術(shù)公司ACT報(bào)道了利用克隆技術(shù)培育出人類早期胚胎，這一件事在世界引發(fā)軒然大波，激起各國(guó)爭(zhēng)議，因?yàn)樗x克隆人只有一步之遙，只要將它移入子宮，就有可能發(fā)育成個(gè)體及克隆人；因此，人們十分擔(dān)憂少數(shù)人在經(jīng)濟(jì)利益的誘惑下或其他情況下，會(huì)越軌硬闖克隆人禁區(qū)?？寺〖夹g(shù)可以用來生產(chǎn)“克隆人”，對(duì)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。，克隆技術(shù)也是這樣的，如果克隆技術(shù)被用于“復(fù)制”向希特勒之類的戰(zhàn)爭(zhēng)狂人，那會(huì)給人類社會(huì)帶來什么呢？即使是用于“復(fù)制”普通的人，也會(huì)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(huì)使優(yōu)良牲畜的培育與繁殖發(fā)生根本性的變革。假設(shè)將克隆技術(shù)應(yīng)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疾病?？寺〖夹g(shù)猶如原子彈技術(shù)，是把雙刃劍，劍柄掌握在人類手里；應(yīng)該禁止“克隆人”的研究，讓克隆技術(shù)造福于人類。 參考文獻(xiàn)： 1 陳大元.克隆技術(shù)應(yīng)用J.中國(guó)科學(xué)院院刊，20023 2 李建凡.克隆技術(shù).化工工業(yè)出版社，2