书城科普读物科学我知道——Why生命科学
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第18章 克隆的基本知识有哪些?

一个细菌经过20分钟左右就可一分为二;一根葡萄枝切成十段就可能变成十仙人掌落地就可生根株葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎,一年内就能长出数百株草莓苗……凡此种种,都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代,这就是无性繁殖。无性繁殖的英文名称叫“Clone”,译音为“克隆”,实际上,英文的“Clone”起源于希腊文“Klone”,原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。时至今日,“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”,凡来自一个祖先,经过无性繁殖出的一群个体,也叫“克隆”。

克隆的定义是怎样的?

自然界的许多动物,在正常情况下都是依靠父方产生的雄性细胞(精子)与母方产生的雌性细胞(卵子)融合(受精)成受精卵(合子),再由受精卵经过一系列细胞分裂长成胚胎,最终形成新的个体,这种依靠父母双方提供性细胞、并经两性细胞融合产生后代的繁殖方法就叫做有性繁殖,但是,如果我们用外科手术将一个胚胎分割成两块、四块、八块……最后通过特殊的方法使一个胚胎长成两个、四个、八个……生物体,这些生物体就是克隆个体,而这两个、四个、八个……个体就叫做无性繁殖系(也叫克隆)。

克隆,作为名词表示通过无性繁殖的方法获得的来源于单一个体的后代,若作为动词则表示用机体的体细胞代替未受精卵的核产生该机体在遗传上同一副本的过程。

“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。

个体克隆是什么?

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。