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克隆

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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 nuclear cloning(核克隆),通过基因工程得到DNA分子的无性系称为molecular cloning(分子克隆)。在这里克隆是一种实现无性繁殖(asexual reproduction)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?quot;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。

 

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