克隆

生产的副本遗传材料,细胞,或整个多细胞生物体被称为克隆。被称为克隆副本。克隆发生自然也是由人类。人们可能从一个成年人的细胞克隆人类长期以来一直幻想和科幻小说的主题主要但非常明确的20世纪结束的时候。这种可能性源于低的成功克隆哺乳动物在许多科学家心中离开毫无疑问,人类可以克隆。

克隆在本质上是司空见惯的。植物和动物成为主人的切割。受精蛋从人类的发展,例如,包含DNA(基本的遗传物质,是生命有机体的蓝图)从母亲和父亲。蛋分为两个完全相同的细胞,然后四,然后八,等等。这些细胞克隆和DNA,也是因为它,也复制到生产的每一个细胞。随着时间的推移,细胞开始分化,或成为专业,进入皮肤细胞,细胞,肝细胞,等等。他们仍然是一个克隆他们的DNA,每个细胞都有相同的DNA与原始受精卵。但大部分的DNA构成的许多基因变得不活跃。活跃的基因是唯一所需的每种类型的专门细胞(皮肤、眼睛、肝脏等等)为了生存和执行其特定的功能。然后,当这些特殊细胞繁殖和组织形成他们的特殊器官和其他结构,更多的克隆上万,事实上数百万,细胞的形成。在这个粗糙的感觉,大多数生物克隆细胞的主要群体。生物生长,治愈后损伤破坏细胞,和替换细胞自然死亡,生物体的DNA克隆细胞和他们的生活。

所谓的“相同”双胞胎或三胞胎在人类和其他复杂的生命形式是克隆,他们来自同一个受精卵产生,因此基因完全相同。其他生命形式无性繁殖复制自己。这些微生物包括细菌、藻类和单细胞动物,如草履虫和阿米巴原虫。在这些生物,任何单一个体的后代都是克隆的祖先。许多更复杂的多细胞植物,包括草莓和受欢迎的家庭水族馆植物被称为非洲的剑,自己可以通过生成小植物繁殖。其中一个方法需要跑步者,专业stemlike结构基因完全相同的发芽幼苗生长的植物。这些幼苗发展根基,沉到土壤,成为自给自足。春天的植物和所有的植物祖先通过跑步者一个克隆。在另一个例子中,大量的肿瘤细胞产生一个初始癌细胞也是克隆的结果。

一个不太常见的自然克隆再生。在再生,作品从一个生物体成长为全新的生物。情况就是这样一些海星(俗称海星),它的身体可以切成几块,每一块的结果发展成一个完整的海星。这些海星的基因是相同的,所以他们都是克隆的海星。

因为有巨大的实际和潜在优势在农业等领域,医学和生物学研究产生基因相同的有机体,人工克隆科学一直是关注的焦点。很多品种的水果和坚果,例如,欠他们的可预测的统一的味道,看起来,航运特点,和克隆。最好的一个例子是苹果。所有苹果麦金托什,例如,是产自树与树嫁接的部分可以追溯到理想麦金托什树代之前开发的。嫁接是一个相对简单的过程。两种植物的茎被切断,然后与所需的水果植物的茎是嫁接到另一杆是削减的地方。操作得当,这导致的成功治疗两部分一起和接枝茎产生分支树基因完全相同的祖先。这些分支,因此,种植苹果就像那些从理想的祖先树。

科学家克隆的主要医疗目的是克隆基因医学上重要的物质的直接生产用于治疗疾病。孤立的这种基因后,必须找到一种方法来将它插入细菌生长在nutrient-providing物质或到组织细胞被复制(以及基因)在一个动物的发展胚胎进入细胞的成年人。当这是实现,和正常基因功能或可以,细菌或组织文化或动物(和它的后代的部分或全部)成为一种“工厂”生产所需的物质。这是实现生产等材料的胰岛素,生长激素,干扰素,抗凝血酶。(另请参阅基因工程;增长;激素。)

的优势基因相同的生物科学研究和实验消除困惑的差异基因组成上的差异造成的结果从一个人到另一个。并不容易,然而,大量的克隆复杂的动物与人类密切相关。生产飞入动物的一个方法是通过重复的近亲繁殖,或繁殖密切相关的个体。这样的工作了,例如,许多品种的老鼠identical-males是相同的和雌性基因是相同的。这些老鼠是由世界各地的科学家们的需求。

如果基因完全相同的动物可能是由一套完整的染色体的个体插入许多别人的鸡蛋,这将消除时间和精力与近亲繁殖和离开毫无疑问,所有的基因从一个动物真的是相同的。这种类型的克隆的前景挑战科学家多年,对其伦理提出了令人不安的问题,宗教和道德意义。一方面是成群的理想的农场动物的承诺有效生产牛奶,肉和鸡蛋的类型。另一方面,克隆人类的幽灵,有可能因此充满了困难的问题,许多国家已经禁止克隆工作等,还有一些则正在开发这样的禁令。

最早起源于建议克隆是可能的和值得追求的日期从1938年开始,德国科学家建议去除细胞核时,它包含的基因,从卵细胞和取代它与来自另一个细胞的细胞核。当时,这种可能性是纯粹的幻想,工具和技术,可以完成这样一个过程不存在。

1952年,科学家们设法把细胞核从一只青蛙胚胎的细胞,然后将其储存到去除细胞核青蛙蛋,但是鸡蛋没有发展。青蛙卵当时被认为是适合这样的工作,因为他们是相对较大,因此更容易操纵比许多其他动物,包括哺乳动物。1970年,另一位科学家尝试相同的程序。这次鸡蛋和细胞核植入了蝌蚪阶段,但是蝌蚪总是死了。年失败的实验之后,大多数科学家都同意,即使可以克隆一只青蛙一天,一个更复杂的动物,比如哺乳动物不可能被克隆。

此外,科学家们开始意识到成功的重要性的确切年龄植入基因材料。一旦受精卵开始分裂,开始的过程导致胚胎的形成,由此产生的细胞是一种安排,逐渐使他们专业国家心脏、大脑、皮肤细胞等等。一旦开始分化,并不是所有的基因在细胞核的细胞功能。因此,基因不是在适当的阶段或条件做出反应时插入一个鸡蛋,这需要一个完全开放的和未压制的一组基因。这是特别令人沮丧,理想的情况是,科学家想克隆成年动物,已经以某种方式优越。然而,所有的证据都指向的概率,根据动物的物种,细胞已经足够编程在非常早期的阶段,导致克隆失败只有一个,两个,三个从受精卵细胞分裂。

1984年,科学家报道的成功克隆一只羊。细胞早期post-fertilization发展阶段被植入去除细胞核卵的第二个羊。第二个羔羊羊生了一个健康的细胞有从原始的基因。其他科学家后来证实通过重复这个实验的有效性,和他们将这项技术扩展到其他动物如牛、兔、猪、羊。

1994年,世界各地的威斯康辛州的研究人员惊讶他们的同事报道时小腿克隆的细胞产生,在舞台上至少七个部门从最初的受精卵。这个结果给了新的希望,即使成年细胞可能有一天被用于克隆。这种事情在中国经常发生在科学、一个错误导致了这个意外的成功:在实验室工作人员忘记了提供胚胎细胞消耗的营养解决方案。一种理论,提出了很久以后,是这一轮与饥饿打断了细胞的生长和分化明细表到特殊细胞,把它们放在休息的状态,并返回所有基因的阶段,他们对鸡蛋的指令,他们介绍了。当时,没有人在实验室之间的连接饥饿和意想不到的结果。

1996年,在苏格兰的科学家认为,此举可能会改变相对先进的胚胎细胞所需的方法。等研究人员尝试大大减少营养物质可用于胚胎细胞数天前删除他们的核和插入他们的鸡蛋。该方法的成功证明了两个羊克隆的诞生。

在他们的下一个实验中,苏格兰团队移除数百名6岁的羊的乳腺细胞和给他们提供了很少的营养为5天。几乎300年未孕羊蛋拿走自己的核被注入了饿成人细胞,包括他们的核和完整的基因。接下来,结合细胞有一个电脉冲,使供体细胞和卵细胞融合。电脉冲还导致细胞开始分裂。时产生的胚胎udder-cell-to-egg融合到第六天,他们被植入子宫的健康女性的羊。300个鸡蛋的,只有一个发展历程,震惊许多科学家和复兴的激烈争论克隆人类。执行的过程,创造了独特的蛋是在1996年1月下旬。开发和羊的诞生是正常的,就像lamb-named Dolly-which出生7月5日,1996年。第一次,一个复杂的动物从成年体细胞克隆,或者身体细胞。结果是在2月22日宣布,1997年。

当时,只是证明这是可以做到的重要一步。大多数科学家认为,使用的优化技术几乎可以肯定大幅增加成功的速度。几天后宣布多莉的成功,一个研究小组在俄勒冈州生产的两个相同的猴子从从一个胚胎细胞克隆。这是最接近人类的动物克隆,克隆虽然没有通过使用成年细胞。这些结果,结合多莉,似乎指向可能不可避免的克隆人类。

当科学家们越来越靠近那一天有可能克隆人类,许多人开始表达恐惧与前景。决定克隆人类,即使对于物种的“改良”,提高了问题谁将是理想的候选人应该复制克隆和特征。中讨论的一些问题是极端的智力或运动是否应该更多的重视;创造力或稳定;健康或敏感。更棘手的问题是谁将决定什么特质是有价值的,哪些人是选择克隆,如果克隆人成为可能的和可接受的。

从某种意义上来说几乎不可能产生真正的复制人。克隆是遗传信息的复制;克隆的过程不能复制相同的序列克隆的经历最初的经历。大多数基因提供了潜力,但经验和环境决定是否以及在多大程度上实现这种潜力。例如,同卵双胞胎,即使是那些在同一个家庭长大,经常有不同的性格,兴趣,态度,和其他特征。如果爱因斯坦是克隆,就没有保证他的克隆不会讨厌数学,物理,或者,更糟糕的是,任何形式的学习。如果克隆迈克尔·乔丹,很不确定他的克隆将实现一个篮球运动员如果他没有特别支持,迈克尔·乔丹从他的父母或者克隆在生命的早期开发了一种严重的疾病,剩下不到优秀的视觉或反应。从人类克隆获得一组特定的结果,然后,不会那么简单,说,提供奖品的克隆奶牛的营养和条件在生产牛奶能帮助她实现自己的全部潜力。

此外,它必须指出,基因可以变异,或突然的变化,由于暴露于正常背景辐射或某些化学物质或其他因素的影响。(大多数突变是致命的,但也有一些不是)。偶尔突变基因的克隆和nonclones。如果一个基因突变在胚胎早期生活的克隆,克隆将不再是一个克隆,因为它不会是一个重复的祖先。一些突变可能会大大改变克隆的潜力,甚至为一个不合时宜的死亡。

如果社会允许克隆的人,社会和个人将不得不应付后果。例如,一些克隆的守法,善良的人们可以发展成为罪犯或开发恶习原件从来没有或得以控制。还有,一个看似完美的克隆可能携带基因引起的一些条件下一种致命的疾病在生命早期的克隆是接触但ancestor-which gene-never面临相同。

关注的另一个问题是,大量人口的影响clones-human或其他有机体的对疾病的易感性和其他威胁甚至进化。有各种各样的一个优势基因一个物种内,当一种新的疾病,一个新的(或“改进”)捕食者,或一些不利环境的变化发展,有些人可能有一个基因或基因有用幸存的新挑战。这样的基因或基因,虽然以前不是特别或有用的,不可能一直在克隆选择重复,可能拯救濒临灭绝的物种。这样的问题更进化的基础。更快、更狡猾的狐狸,例如,捕捉更多的兔子,因此更有可能生存和产生后代敏捷和狡猾的特征。兔子是最快最容易逃脱,生存和产生后代的特征速度。因此,基因决定所有的事情去改善这些动物的速度不断被自然选择。如果只有一个兔子cloned-even最快、只兔子克隆存在,迟早的狐狸,他们更大的遗传多样性,适应,成为快或狡猾足以赶上他们。没有遗传多样性,物种可以发展得很好。它甚至可能是一个纯粹的克隆人口可能在某种程度上适应不断变化的条件。然而,很可能这种适应的速度和边界会如此严格限制环境变化的速度将超过克隆种群的适应能力,迫使其灭绝。似乎很有可能,没有物种如此完美或安全,在进化意义上,他们的遗传多样性应该被取代不同克隆的人。(另请参阅遗传。)

詹姆斯·m·Robl批判性的回顾

格洛弗,D.M.树,最初,eds。DNA克隆:哺乳动物系统,4个系数。(牛津大学出版社,1996)。格里菲斯A.J.F.等等。介绍基因分析,第六版。(w·h·弗里曼,1996)。华生,J.D.等等。DNA重组,第二版。(w·h·弗里曼,1992)。Winnacker, E.L.从基因克隆:基因技术的介绍(VCH出版社,1987)。