初中生物知識(shí)點(diǎn)梳理之多利的克隆過程

　　多利的克隆過程

 

　　克隆是英語單詞clone的音譯，clone源于希臘文klon，原意是指幼苗或嫩枝，以無性繁殖或營養(yǎng)繁殖的方式培育植物，如桿插和嫁接。

 

　　如今，克隆是指生物體通過體細(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�？寺∫部梢岳斫鉃閺�(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。

 

　　1997年2月，綿羊"多利"誕生的消息披露，立即引起全世界的關(guān)注，這頭由英國生物學(xué)家通過克隆技術(shù)培育的克隆綿羊，意味著人類可以利用動(dòng)物身上的一個(gè)體細(xì)胞，產(chǎn)生出與這個(gè)動(dòng)物完全相同的生命體，打破了千古不變的自然規(guī)律。

 

　　克隆一詞是由clone音譯而來，在音譯名出現(xiàn)以前曾有一個(gè)意譯名--無性繁殖系，指由單一細(xì)胞或共同祖先經(jīng)有絲分裂得到的細(xì)胞群體或有機(jī)群體。

 

　　我們通過細(xì)胞培養(yǎng)可以得到一個(gè)細(xì)胞克隆。在微生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過倒平皿，我們可以得到一個(gè)個(gè)的菌落，這些菌落其實(shí)就是細(xì)菌的克隆�？梢娍寺≡瓉硎莻�(gè)名詞，指一群細(xì)胞或一群個(gè)體。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了核移植與基因工程之類的操作。核移植操作可以得到重建細(xì)胞，重建細(xì)胞可以繁殖成一個(gè)無性系；基因工程操作可以將某一被選定的基因拼接到質(zhì)粒的復(fù)制子上，隨著復(fù)制子的復(fù)制也能得到DNA分子的無性系。于是，有人就把這類操作稱作克隆，即將clone一詞由名詞轉(zhuǎn)化成動(dòng)詞，并將核移植稱為nuclearcloning（核克�。�，通過基因工程得到DNA分子的無性系稱為molecularcloning（分子克�。�。在這里克隆是一種實(shí)現(xiàn)無性繁殖（asexualreproduction）的操作，是一種顯微操作或分子生物學(xué)操作，而不是一般意義上的無性繁殖（或無性繁殖操作）。這也許正是克隆一詞能夠存在而不被無性繁殖替代的原因。

 

　　多利羊又稱克隆羊，其實(shí)是用核克隆技術(shù)產(chǎn)生的羊。有人說，只有多利羊才是真正的克隆羊，其他報(bào)導(dǎo)，如克隆豬、克隆牛等，由于它們是由胚胎細(xì)胞發(fā)育而成的，而胚胎細(xì)胞是有性繁殖產(chǎn)生的，所以，不是真正意義上的克隆。這是一種誤解，是由于對有性過程在時(shí)間上把握不準(zhǔn)所造成的。有性過程到受精卵、即合子形成時(shí)即告結(jié)束，合子分裂一旦開始即與有性過程無關(guān)了。如果說分裂后的胚胎細(xì)胞是有性繁殖產(chǎn)生的，那么，體細(xì)胞追究下去也是有性繁殖產(chǎn)生的。但事實(shí)上它們都是由合子經(jīng)有絲分裂逐漸產(chǎn)生的。這就是說，有性繁殖實(shí)際上是經(jīng)過一次有性過程和許多次無性過程，最后產(chǎn)生一個(gè)成活的后代而實(shí)現(xiàn)的。從胚胎中取出一個(gè)細(xì)胞使之發(fā)育成一個(gè)個(gè)體，這顯然應(yīng)屬于無性繁殖。所以，從這個(gè)意義上講，杜里舒是克隆技術(shù)（細(xì)胞克隆技術(shù)）的創(chuàng)始人，他的將兩分裂球時(shí)期的細(xì)胞分開，使之發(fā)育成兩個(gè)海膽的實(shí)驗(yàn)，是最早的克隆實(shí)驗(yàn)。而人類的同卵雙生雙胞胎，就是經(jīng)天然細(xì)胞克隆化產(chǎn)生的。而克隆豬、克隆牛，如果是經(jīng)核移植育成的，則不管供核細(xì)胞是來自早期胚胎細(xì)胞，還是已分化細(xì)胞，均屬于真正意義上的克隆技術(shù)，而且是比杜里舒的水平高得多的克隆技術(shù)。

 

　　這里順便提一下，因?yàn)橹形脑~不能從詞形上看出詞性，所以，"細(xì)胞克隆"一詞既可看成名詞，又可看成動(dòng)詞。作為名詞，細(xì)胞克隆指細(xì)胞的一個(gè)無性繁殖系。作為動(dòng)詞，它與核克隆、分子克隆對應(yīng)，指用細(xì)胞去無性繁殖。為了與前者區(qū)別，作者建議該意思可用"細(xì)胞克隆化"或"細(xì)胞克隆技術(shù)"來表達(dá)。應(yīng)用細(xì)胞克隆技術(shù)，可將細(xì)胞克隆成一個(gè)無性繁殖的細(xì)胞群體，如細(xì)胞培養(yǎng)中得到的克��；也可使克隆后的細(xì)胞分化、發(fā)育成一個(gè)無性繁殖的個(gè)體，如杜里舒得到的海膽，某些研究者得到的克隆豬、克隆牛等。

 

　　多利羊與其它克隆動(dòng)物的區(qū)別不在于是不是無性繁殖，而在于供核細(xì)胞的分化程度。早期胚胎細(xì)胞基本上是未分化細(xì)胞，即使是成形胚胎的已分化細(xì)胞，其細(xì)胞分化程度也遠(yuǎn)低于成年個(gè)體的已特化細(xì)胞。能將已特化細(xì)胞克隆成一個(gè)成活的個(gè)體，從理論上講這是一次重大突破。這說明，已特化細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)即使發(fā)生了變化，這種變化也不是不可逆的，至少特化至乳腺上皮細(xì)胞時(shí)還是如此。至于神經(jīng)細(xì)胞、腦細(xì)胞的特化是不是不可逆的，也可用核移植的方法檢驗(yàn)。不過可以預(yù)料，克隆神經(jīng)細(xì)胞，難度肯定要高于乳腺上皮細(xì)胞。

 

　　話說到這里你一定能理解，為什么說克隆不是復(fù)制的同義詞了。提起復(fù)制，我們最熟悉的就是用復(fù)印機(jī)復(fù)印文件，通過復(fù)印得到的復(fù)制品與原件是完全一樣的。DNA的復(fù)制結(jié)果就是如此，所以復(fù)制用于DNA的合成是一個(gè)非常確切的術(shù)語。而克隆則是一個(gè)過程，克隆產(chǎn)生的個(gè)體還需進(jìn)行胚胎發(fā)育和胎后發(fā)育，克隆個(gè)體與原本之間有一段年齡差異。由于發(fā)育過程既受基因主宰又受環(huán)境調(diào)控，而克隆與其原本盡管基因相同，所處環(huán)境卻絕不會(huì)相同，所以，克隆與其原本是不可能像復(fù)制品與原件那樣完全一樣的。再者，如果克隆個(gè)體是由核移植產(chǎn)生的，那么，由于重建細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)并非來自原本，而我們知道細(xì)胞質(zhì)中也有遺傳物質(zhì)，它們必然會(huì)對個(gè)體產(chǎn)生影響，所以，更不能把克隆個(gè)體看成是原本的復(fù)制品。

 

　　克隆個(gè)體可以看成是原本的再生，但不是原本的復(fù)活。因?yàn)椋篿.克隆個(gè)體和原本可以同時(shí)存在，ii.盡管從遺傳結(jié)構(gòu)上看克隆個(gè)體和原本是姐妹（兄弟）關(guān)系，但從年齡上看它們卻是親子關(guān)系。無性繁殖的生物仍然有"代"的概念，克隆個(gè)體也應(yīng)有"代"的概念。而且，克隆個(gè)體的代間界限也是很容易劃分的。由原本的體細(xì)胞產(chǎn)生的克隆個(gè)體是第1代，克隆個(gè)體成為成體后從其體細(xì)胞再克隆，即可得到第2代克隆個(gè)體。理論上講，正如無性繁殖可以一代接一代地傳下去一樣，克隆個(gè)體的代數(shù)也是無止境的。只不過克隆不是自然進(jìn)行的繁殖，而是人為操作，是否有必要一代代克隆下去值得懷疑。如果沒有理論或?qū)嶋H上的意義，可能不會(huì)有人愿意做多代克隆的工作。