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动物克隆应用前景分析
引言
1997年世界卫生组织解释克隆意义为遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性生殖。动物克隆即动物的无性繁殖,通过无性形式获得由单个细胞产生、与亲代非常相象的单个动物后代的过程或操作。1938年德国胚胎学家汉斯·施佩曼提出了动物克隆的最早设想。
克隆技术的出现和发展经历了60多年的历史,但直到1996年7月5日世界上第一个体细胞克隆哺乳动物——绵羊Dolly才在英国诞生,举世瞩目,被誉为生物工程技术发展中的里程碑和20世纪最伟大的科技成果之一,由此掀起了克隆研究和应用的热潮。该技术在医药、生物学和农业等方面有着广泛的应用前程。
行文结构
一>、原理简介
二>、方法简介
三>、动物克隆应用前景分析
四>、存在的问题及解决方法
A、动物克隆的理论
A、胚胎分割法
B、核移植法
A、畜牧养殖业种质资源的保存
B、挽救保存濒危物种
C、医学领域
D、与基因工程结合
A、核受体人的卵母细胞来源有限
B、胚胎干细胞的定向诱导分化
C、胚胎干细胞的成瘤性
D、克隆效率太低,克隆动物早衰严重
E、端粒问题
F、重新编程的问题
G、基因印迹机理不清
H、克隆技术条件有待完善
一、原理简介
A、动物克隆的理论
动物克隆技术所依靠的理论基础是细胞潜在全能性。所说的细胞的全能性是指细胞包含个体的全套遗传信息,在特定环境因素的调节下,可回到受精卵一样的状态,从头开始发育成一个完整的生物个体,只有具备全能性的动物组织细胞,才可用于克隆动物。
二、方法简介
A、胚胎分割法
采用较为简单的酶处理和机械分离法分割2-细胞至囊胚的早期胚胎,获得同卵孪生胚和后代。这是一条获得大量同卵孪生实验动物的有效途径。
目前常用的动物克隆方法为胚胎分割法和核移植法。
B、核移植法
利用细胞拆合或细胞重组技术,将卵母细胞去核作为核受体,以不同来源和阶段的早期胚胎细胞或体细胞或含少量细胞质的细胞核即核质体作为核供体,将后者移入前者中,构建重组胚,供体核在去核卵母细胞的胞质中重新编程(reprogramme),并启动卵裂,开始胚胎发育过程[1]。根据供体来源的不同,可以分为胚胎细胞克隆和体细胞克隆。
a、胚胎细胞克隆
胚胎干细胞是从初期胚胎内细胞团和附植后原始生殖细胞分离出来的一种细胞,它具有全能性或多能性。胚胎干细胞同正常的体细胞一样可以在体外进行增殖、克隆、冷冻、保存而保持不分化。这样就可以为人们提供大量的可利用的胚胎干细胞。现在人们能将胚胎干细胞体外培殖传40—60代而不分化,这就为我们利用它奠定了基础。
b、体细胞克隆对于体细胞克隆来说,在细胞分化过程中,细胞核全能性的潜能受到限制。虽然细胞核内的DNA序列没有改变,但基因在特定的细胞内所表达的蛋白质成分有限。这主要是因为染色体组织改变和稳定阻遏核蛋白复合体阻遏以及相应转录激活的缘故。因此有效的核移植供体核必须像正常受精卵细胞核一样进行细胞周期活动,才能发育成新个体,那么作为受体的细胞质就要求必须有再程序化供体核的能力。
三、动物克隆的应用前景
A、畜牧养殖业种质资源的保存
我国有丰富的野生和家养动物资源,如果体细胞克隆动物的技术比较完善就可通过体细胞核移植来有效地扩大优良种群、保存优良物种。
动物克隆还是优良稳定的选育遗传种畜的理想手段。例如在动物杂种优势选用方面,与传统方法相比,哺乳动物无性繁殖技术具有明显的优点,特别是费时少,而且选育的种畜性状稳定。