细胞克隆培养论文_体细胞克隆论文
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细胞克隆培养论文
摘要:随着生命科学时代的带来,基因研究已经取得了巨大的进展,克隆技术特别是人的克隆技术作为基因研究的重要组成部分,引起了社会各界的广泛关注。克隆包含动物、植物等方面,动物克隆在畜牧业生产、医药生产、疾病治疗、生物学基础理论研究、以及动物转基因工程等诸多领域蕴藏着巨大的应用潜力。通过科学研究者的努力,哺乳动物的克隆技术在农业和生物制药等方面取得了进步,展示了克隆技术的应用价值和发展前景。
关键词:动物克隆技术
1、克隆技术含义: “克隆”,即无性细胞繁殖系,又称为一个细胞株或细胞系,细胞株与细胞系没有本质的区别。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,但大多行为思想不同。无性繁殖的手段有很多种,包括孤雌生殖,胚胎切割和细胞核移植等等。而产生克隆动物的方法则称为动物克隆技术。
在《中国大百科全书·生物学者》中,对“克隆”的解释是:克隆又称无性繁殖细胞系和无性繁殖系,是一个细胞或个体以无性繁殖重复分裂或繁殖所产生的一群细胞或一群个体,在不发生突变的情况下,具有完全相同的遗传结构。克隆技术同整个生物界的进程一样,是由低级到高级,有简单的复杂不断发展和进步的。它由单个细胞获得2个以上细胞、生物体,发展到生物体内的生物大分子的自我复制,在DNA复制酶的作用下,复制生成俩个一模一样的DNA分子。
2、动物克隆的进程:
1938年,国外就有人提出提出成年动物的细胞核入卵子法克隆哺乳动物的设想。
1978年,我国著名科学家童第周成功地进行看了克隆黑斑蛙的实验,他将黑斑蛙的红细胞核移入到事先去除了核的黑斑蛙卵中,这种换核卵发育成了黑斑蛙的蝌蚪。
1996年,用成年哺乳动物体细胞克隆出的哺乳动物个体克隆羊多莉出世,开创了体细胞繁殖哺乳动物的成功先例。
2003年,克隆马出世,是世界上首例哺乳动物生下自己的克隆体。
2003年8月,中国科学家在世界上首次采用克隆技术培育出含人免DNA混合物胚胎。
2003年9月,沃斯宣布他已克隆出了含人,牛DNA的混合胚胎。
2008年1月7日,2头具有绿色荧光遗传特征的小猪在哈尔滨诞生。
3、动物克隆技术的应用:
动物克隆近几年取得的一些突破性进展,为动物发育过程中基因表达的调控及发育生物学,遗产学等相关学科的发展必将产生深远的影响。虽然目前这种方法尚不成熟,但它已显示出诱人的应用前景。
动物克隆技术将首先应用于医药领域。利用体细胞供体经核移植生产转基因动物,可望降低生产成本。到目前为止,产生转基因动物的方法仍主要是1985年Hammer等建立的原核显微注射法。但是,这种方法只能使大约5%的动物携带外源基因外源基因整合动物基因组是个随机的过程,这导致外源基因在许多转基因动物系中的表达量不够高,而且因整合进生殖细胞的几率低难以遗传给下一代。Schnieke等发现,利用体细胞克隆技术生产含人凝血因子IX的转基因羊比原核显微注射法要有效得多。其中,两者最显著的差异是体细胞克隆的中的受体母羊全都携带外源基因,而原核显微注射法会产生许多不带外源基因的羊羔。这是由于,原核微注射法中所用胚胎在体外培养的时间较短,在此期间被检测为阳性的转基因可能会在以后的发育过程中丢失。用作核移植供体的细胞在体外培养的时间则较长,有较多的检测机会。另外,显微注射法制备的转基因动物的性别只有等到动物出世后才能得知,而核移植可以通过鉴别核供体的核型而预先得知转基因动物的性别,可选择性的制备雌性的转基因动物,有利于在母乳中表达外源基因。
克隆技术除了可以生产各种医用人体蛋白外,对人类的细胞和组织治疗也大有好处。利用克隆技术,可以用患者本人细胞培养出新组织,用来治疗糖尿病、帕金森氏病、神经损伤等多种疾病。用这种方法培养出的组织具有与患者正常组织完全相同的基因构成,因此不会产生免疫排斥反应。但是这些都涉及到克隆人这个敏感话题,目前克隆人在许多国家是法律禁止的。随着人类胚胎干细胞培养技术的完善。目前已有两家美国公司开始研究利用克隆技术培育人胚胎,希望大批量生产治疗疾病的干细胞。事实上,几年前人们就曾把人胎儿神经组织用来治疗帕金森氏症。考虑到伦理上的原因,人们也可以用克隆动物的胚胎干细胞作异源移植,以解决人类移植器官供求矛盾。
动物克隆技术还有助于加速动物育种的进程。利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物,可以避免自然条件下选种所受到的动物生育周期和生育效率的限制,从而大大缩短了育种年限,提高育种效率。动物克隆技术用于拯救濒危动物也受到广泛的关注。中国科学院动物研究所陈大元研究员提出用动物克隆技术拯救大熊猫的计划,在国内外均引起一定的反响。
4、动物克隆技术的不足及未来发展方向
动物克隆技术然取得了一定的进展,在生物医药领域也得到了初步的应用。但是,该技术目前还很不完善。存活率低是当今核移植技术的最大缺陷。它突出表现为:孕期流产率高,围产期死亡率高,新生儿体重较重及产生后对环境的适应性较差。以成体细胞核作核供体问题更为严重。最近,Shiels等报道克隆羊的端粒较同年羊短。Renard等报道,体细胞核移植可能影响克隆动物免疫系统的正常发育。他们用胚胎细胞克隆牛的耳细胞通过核移植克隆出一头牛。牛犊看起来很健康,但出生一个半月后,它体内的淋巴细胞和红血球急剧减少,不久就死于贫血。尸体解剖发现,该牛犊脾脏、胸腺和淋巴结等淋巴组织都没有得到正常发育。
导致动物克隆存活率低和异常发育的原因很多,缺乏基础理论支持是其中之一。动物克隆技术的不断完善,还需要分子遗传学、细胞学、发育生物学等相关基础学科的进一步研究和发展。迄今为止,人们虽然在动物克隆过程中已经积累不少数据,但一些很基本的问题任亟需解决。
动物克隆技术条件的优化还没有解决。如核供体和卵细胞的选材、核质比的选择、重组胚胎的激活方式、是否需要做连续核移植等。
综上所述,动物克隆研究已在理论基础、技术优化及实际应用等方面取得很大的进步。但该技术目前还很不完善,相关理论研究还很薄弱,人们要提高动物克隆的成功率还需不懈的努力。另外克隆动物与正常胚胎的发育有何异同,也值得深入研究。这些问题的解决将有助于人们对动物胚胎发育过程中分子机制的认识。
5、结束语
要紧跟世界科技发展的潮流,充分利用克隆技术为人类带来巨大的利益,又要严格控制可能造成混乱的克隆人出现。
参考文献:
《生命伦理学》、《生命的化学》 学院:呼和浩特职业学院
专业:生物技术及应用 年级:12级
姓名:郝媛 学号:12305060023