论克隆

1.在分子水平上，克隆一般是指DNA克隆(也叫分子克隆)。它是指通过重组DNA技术将特定的DNA片段插入到载体(如质粒和病毒)中，然后在宿主细胞中复制，获得大量相同的DNA片段“群”。

2.在细胞层面，克隆本质上是单个祖先细胞分裂形成的细胞群。这些细胞都有相同的基因。例如，将一个细胞在体外培养基中分裂几代而形成的具有相同遗传背景的细胞群就是细胞克隆。再比如，在脊椎动物中，当外来物质(如细菌或病毒)入侵时，会通过免疫反应产生特异性识别抗体。所有产生特定抗体的浆细胞都是由B细胞分裂形成的，这样的浆细胞群也是细胞克隆。细胞克隆是一种低级的生殖方式——无性生殖，即子代与亲代具有相同的遗传性，无需有性结合。生物进化水平越低，越有可能采用这种繁殖方式。

3.在个体层面，克隆是指两个或两个以上具有相同基因型的个体组成的群体。比如两个同卵双胞胎就是一个克隆！因为他们来自同一个卵细胞，所以他们的遗传背景完全相同。按照这个定义，“多莉”不能说是克隆体！因为“多莉”只是孤独的一个。那些英国胚胎学家只有把两个以上相同的细胞核移植到两个以上相同的去核卵子中，得到两个以上遗传背景相同的“多莉”，才能用克隆这个词来形容。因此，在65438年至0997年2月发表在《自然》杂志上的那篇耸人听闻的论文中，作者并没有将多莉描述为克隆体。

此外，克隆也可以作为动词使用，指的是上面提到的获得DNA、细胞或个体群体的过程。

第二，克隆技术

1.DNA克隆

目前DNA克隆的方法多种多样，基本流程如下图所示(不按比例)。

由此可见，如此获得的DNA可以应用于生物学研究的许多方面，包括特定DNA的碱基序列的分析和处理，以及生物技术工业中有价值的蛋白质的大量生产。

2.生物个体的克隆

(1)植物个体的克隆

在20世纪50年代，植物学家使用胡萝卜作为模型材料，研究遗传物质是否在分化的植物细胞中丢失。令他们惊讶的是，他们发现从一个高度分化的胡萝卜细胞中，

可以发育成完整的植物！因此，他们认为植物细胞是全能的。由一个胡萝卜中两个以上的体细胞发育而成的胡萝卜群体具有相同的遗传背景，所以是无性系。这种植物的克隆过程是一个完整的无性繁殖过程！

(2)动物个体的克隆

(1)“多莉”的诞生

1997年2月27日，英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin Institute)的伊恩·威尔莫特(Ian Wilmott)向全世界宣布，世界上第一只克隆羊多莉诞生了，立即在全世界引起了轰动。

多莉与三只母羊有亲缘关系。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母羊，一只是苏格兰黑脸母羊。芬兰的多塞特母羊提供了一套完整的遗传信息，即提供了细胞核(称为供体)；苏格兰黑脸母羊提供没有细胞核的卵细胞；另一只苏格兰黑脸母羊提供了绵羊胚胎的发育环境——子宫，是多利羊的“亲生”母亲。整个克隆过程简述如下:

从芬兰多塞特母羊乳腺中取出乳腺细胞，放入低浓度营养培养基中，细胞逐渐停止分裂，称为供体细胞。给苏格兰黑脸母羊注射促性腺激素，诱导其排卵，取出未受精的卵细胞，立即去核，留下一个无籽卵细胞，称为受体细胞；使用电脉冲的方法，供体细胞和受体细胞融合，最终形成融合细胞。因为电脉冲也能产生一系列类似于自然受精过程的反应，融合细胞也能像受精卵一样分裂分化，从而形成胚胎细胞。将胚胎细胞移植到另一只苏格兰黑脸母羊的子宫中，胚胎细胞进一步分化发育，最终形成了一只小绵羊。出生的多莉羊与多塞特母羊的外貌完全一样。

一年后，另一组科学家报道，将小鼠卵丘细胞(卵母细胞外围高度分化的细胞)的细胞核移植到无细胞核的卵母细胞中，获得了20多只发育完全的小鼠。如果多莉不足以被称为克隆羊，因为只有一只，这些老鼠

是名副其实的克隆鼠。

②核移植克隆小鼠的基本过程。

本实验通过以下过程获得卵丘细胞:通过连续多次注射绒毛膜促性腺激素，诱导雌性大鼠进入高产蛋状态。然后从雌性大鼠的输卵管收集卵丘细胞和卵母细胞的复合物。透明质酸处理使卵丘细胞分散。选择直径为10-12微米的卵丘细胞作为核供体(以前的实验表明，如果使用直径更小或更大的卵丘细胞核，核移植后的卵母细胞很少发育到8细胞期)。将挑选出的卵丘细胞保存在一定的溶液环境中，3小时内进行核移植(与此不同的是，在获得多莉时，用作核供体的乳腺细胞先在培养液中繁殖3-6次)。

通过与上述类似的方法从不同的雌性小鼠收集卵母细胞(通常在减数分裂中期II)。在显微镜下用直径约7微米的细管小心取出卵母细胞的细胞核，尽量不要取出细胞质。还要小心去除卵丘细胞的细胞核，尽量去除细胞质(通过在玻璃管中往复几次去除的细胞核，去除少量细胞质)。取核后5分钟内，直接注射到去核后的卵母细胞中。将核移植的卵母细胞置于特殊溶液中1-6小时，然后加入二价锶离子(Sr2+)和细胞松弛素B。前者激活卵母细胞，后者抑制极体的形成和染色体的消除。然后取出处理过的卵母细胞，放入不含锶和细胞松弛素B的特殊溶液中，使细胞分裂成胚胎。

将不同阶段(从2-细胞期到胚泡期)的胚胎植入几天前与结扎的雄性小鼠交配的假孕雌性小鼠的输卵管或子宫中进行发育。大约19天后，通过手术取出发育完全的胎鼠。

目前，通过胚胎细胞核移植克隆的动物包括小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子。在中国，除了猴子之外都有克隆动物，山羊也可以通过连续核移植进行克隆。这项技术比胚胎分割技术更进一步，将会克隆出更多的动物。因为胚胎分裂的次数越多，每个部分的细胞就越少，发育出来的个体能力就越差。体细胞核移植克隆的动物只有一种，就是多莉羊。

第三，克隆技术的福音

1.克隆技术与遗传育种

在农业方面，人们利用“克隆”技术培育了一大批抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，使粮食产量大幅提高。在这方面，中国已经进入世界最先进的前列。

2.克隆技术与濒危物种保护

克隆技术对于保护物种，尤其是珍稀濒危物种是一个福音，具有巨大的应用前景。从生物学的角度来看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。

3.克隆技术和医学

目前，医生几乎可以对所有人体器官和组织进行移植。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍然是最令人头疼的。排斥的原因是组织不匹配导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原人类”进行器官移植，完全不用担心排斥，因为两者的基因和组织是匹配的。问题是，用“克隆人”做器官捐献者是否人道？合法吗？经济合算吗？

克隆技术也可以用来大量繁殖有价值的基因。比如在医学上，人们就是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、让侏儒症患者重新长高的生长激素、能抵抗各种病毒感染的纤溶酶等等。