初中生物知识点梳理之多利的克隆过程

　　多利的克隆过程

 

　　克隆是英语单词clone的音译，clone源于希腊文klon，原意是指幼苗或嫩枝，以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如杆插和嫁接。

 

　　如今，克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。克隆也可以理解为复制、拷贝，就是从原型中产生出同样的复制品，它的外表及遗传基因与原型完全相同。

 

　　1997年2月，绵羊"多利"诞生的消息披露，立即引起全世界的关注，这头由英国生物学家通过克隆技术培育的克隆绵羊，意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞，产生出与这个动物完全相同的生命体，打破了千古不变的自然规律。

 

　　克隆一词是由clone音译而来，在音译名出现以前曾有一个意译名--无性繁殖系，指由单一细胞或共同祖先经有丝分裂得到的细胞群体或有机群体。

 

　　我们通过细胞培养可以得到一个细胞克隆。在微生物实验时，通过倒平皿，我们可以得到一个个的菌落，这些菌落其实就是细菌的克隆。可见克隆原来是个名词，指一群细胞或一群个体。随着分子生物学的发展，出现了核移植与基因工程之类的操作。核移植操作可以得到重建细胞，重建细胞可以繁殖成一个无性系；基因工程操作可以将某一被选定的基因拼接到质粒的复制子上，随着复制子的复制也能得到DNA分子的无性系。于是，有人就把这类操作称作克隆，即将clone一词由名词转化成动词，并将核移植称为nuclearcloning（核克隆），通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecularcloning（分子克隆）。在这里克隆是一种实现无性繁殖（asexualreproduction）的操作，是一种显微操作或分子生物学操作，而不是一般意义上的无性繁殖（或无性繁殖操作）。这也许正是克隆一词能够存在而不被无性繁殖替代的原因。

 

　　多利羊又称克隆羊，其实是用核克隆技术产生的羊。有人说，只有多利羊才是真正的克隆羊，其他报导，如克隆猪、克隆牛等，由于它们是由胚胎细胞发育而成的，而胚胎细胞是有性繁殖产生的，所以，不是真正意义上的克隆。这是一种误解，是由于对有性过程在时间上把握不准所造成的。有性过程到受精卵、即合子形成时即告结束，合子分裂一旦开始即与有性过程无关了。如果说分裂后的胚胎细胞是有性繁殖产生的，那么，体细胞追究下去也是有性繁殖产生的。但事实上它们都是由合子经有丝分裂逐渐产生的。这就是说，有性繁殖实际上是经过一次有性过程和许多次无性过程，最后产生一个成活的后代而实现的。从胚胎中取出一个细胞使之发育成一个个体，这显然应属于无性繁殖。所以，从这个意义上讲，杜里舒是克隆技术（细胞克隆技术）的创始人，他的将两分裂球时期的细胞分开，使之发育成两个海胆的实验，是最早的克隆实验。而人类的同卵双生双胞胎，就是经天然细胞克隆化产生的。而克隆猪、克隆牛，如果是经核移植育成的，则不管供核细胞是来自早期胚胎细胞，还是已分化细胞，均属于真正意义上的克隆技术，而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技术。

 

　　这里顺便提一下，因为中文词不能从词形上看出词性，所以，"细胞克隆"一词既可看成名词，又可看成动词。作为名词，细胞克隆指细胞的一个无性繁殖系。作为动词，它与核克隆、分子克隆对应，指用细胞去无性繁殖。为了与前者区别，作者建议该意思可用"细胞克隆化"或"细胞克隆技术"来表达。应用细胞克隆技术，可将细胞克隆成一个无性繁殖的细胞群体，如细胞培养中得到的克隆；也可使克隆后的细胞分化、发育成一个无性繁殖的个体，如杜里舒得到的海胆，某些研究者得到的克隆猪、克隆牛等。

 

　　多利羊与其它克隆动物的区别不在于是不是无性繁殖，而在于供核细胞的分化程度。早期胚胎细胞基本上是未分化细胞，即使是成形胚胎的已分化细胞，其细胞分化程度也远低于成年个体的已特化细胞。能将已特化细胞克隆成一个成活的个体，从理论上讲这是一次重大突破。这说明，已特化细胞的遗传结构即使发生了变化，这种变化也不是不可逆的，至少特化至乳腺上皮细胞时还是如此。至于神经细胞、脑细胞的特化是不是不可逆的，也可用核移植的方法检验。不过可以预料，克隆神经细胞，难度肯定要高于乳腺上皮细胞。

 

　　话说到这里你一定能理解，为什么说克隆不是复制的同义词了。提起复制，我们最熟悉的就是用复印机复印文件，通过复印得到的复制品与原件是完全一样的。DNA的复制结果就是如此，所以复制用于DNA的合成是一个非常确切的术语。而克隆则是一个过程，克隆产生的个体还需进行胚胎发育和胎后发育，克隆个体与原本之间有一段年龄差异。由于发育过程既受基因主宰又受环境调控，而克隆与其原本尽管基因相同，所处环境却绝不会相同，所以，克隆与其原本是不可能像复制品与原件那样完全一样的。再者，如果克隆个体是由核移植产生的，那么，由于重建细胞的细胞质并非来自原本，而我们知道细胞质中也有遗传物质，它们必然会对个体产生影响，所以，更不能把克隆个体看成是原本的复制品。

 

　　克隆个体可以看成是原本的再生，但不是原本的复活。因为：i.克隆个体和原本可以同时存在，ii.尽管从遗传结构上看克隆个体和原本是姐妹（兄弟）关系，但从年龄上看它们却是亲子关系。无性繁殖的生物仍然有"代"的概念，克隆个体也应有"代"的概念。而且，克隆个体的代间界限也是很容易划分的。由原本的体细胞产生的克隆个体是第1代，克隆个体成为成体后从其体细胞再克隆，即可得到第2代克隆个体。理论上讲，正如无性繁殖可以一代接一代地传下去一样，克隆个体的代数也是无止境的。只不过克隆不是自然进行的繁殖，而是人为操作，是否有必要一代代克隆下去值得怀疑。如果没有理论或实际上的意义，可能不会有人愿意做多代克隆的工作。