更新時間:2021-06-13 04:00:52作者:admin2
.DNA克隆
現(xiàn)在進行DNA克隆的方法多種多樣,其基本過程如下圖所示(未按比例)
可見,這樣得到的DNA可以應用于生物學研究的很多方面,包括對特異DNA的堿基順序的分析和處理,以及生物技術(shù)工業(yè)中有價值蛋白質(zhì)的大量生產(chǎn)等等。
2.生物個體的克隆
(1)植物個體的克隆
在20世紀50年代,植物學家用胡蘿卜為模型材料,研究了分化的植物細胞中遺傳物質(zhì)是否丟失問題,他們驚奇地發(fā)現(xiàn),從一個單一已經(jīng)高度分化的胡蘿卜細胞
可以發(fā)育形成一棵完整的植株!由此,他們認為植物細胞具有全能性。從一棵胡蘿卜中的兩個以上的體細胞發(fā)育而成的胡蘿卜群體的遺傳背景完全一樣,故為一個克隆。如此的植物的克隆過程是一個完全的無性繁殖過程!
(2)動物個體的克隆
① “多利”的誕生
1997年2月27日英國愛丁堡羅斯林(Roslin)研究所的伊恩·維爾莫特科學研究小組向世界宣布,世界上第一頭克隆綿羊“多利”(Dolly)誕生,這一消息立刻轟動了全世界。
“多莉”的產(chǎn)生與三只母羊有關(guān)。一只是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊,兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息,即提供了細胞核(稱之為供體);一只蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞;另一只蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發(fā)育環(huán)境――子宮,是“多莉”羊的“生”母。其整個克隆過程簡述如下:
從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細胞,將其放入低濃度的營養(yǎng)培養(yǎng)液中,細胞逐漸停止了分裂,此細胞稱之為供體細胞;給一頭蘇格蘭黑面母綿羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵細胞,并立即將其細胞核除去,留下一個無核的卵細胞,此細胞稱之為受體細胞;利用電脈沖的方法,使供體細胞和受體細胞發(fā)生融合,最后形成了融合細胞,由于電脈沖還可以產(chǎn)生類似于自然受精過程中的一系列反應,使融合細胞也能象受精卵一樣進行細胞分裂、分化,從而形成胚胎細胞;將胚胎細胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內(nèi),胚胎細胞進一步分化和發(fā)育,最后形成一只小綿羊。出生的“多莉”小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一組科學家報道了將小鼠卵丘細胞(圍繞在卵母細胞外周的高度分化細胞)的細胞核移植到去除了細胞核的卵母細胞中得到20多只發(fā)育完全的小鼠。如呆“多利”因為只有一只,還不夠叫做克隆羊的話,這些小鼠
就是名副其實的克隆鼠了。
② 通過細胞核移植克隆小鼠的基本過程
在本實驗中,卵丘細胞是經(jīng)如下過程得到的:通過連續(xù)幾次注射絨毛膜促性腺激素,使雌鼠誘導成高產(chǎn)卵量狀態(tài)。然后從雌鼠輸卵管中收集卵丘細胞與卵母細胞的復合體。經(jīng)透明質(zhì)酸處理使卵丘細胞散開。選擇直徑為10-12微米的卵丘細胞用作細胞核供體(前期實驗表明,若用直徑更小或更大的卵丘細胞的細胞核,經(jīng)過細胞核移植的卵母細胞很少發(fā)育到8細胞期)。所選擇的卵丘細胞保持在一定的溶液環(huán)境中,在3小時內(nèi)進行細胞核移植(與此不同的是,在獲得“多利”時用作細胞核供體的乳腺細胞先在培養(yǎng)液中傳代了3-6次)
卵母細胞(一般處于減數(shù)分裂中期 II )通過與上面描述類似的方法,從不同種的雌鼠中收集。在顯微鏡下小心地用直徑大約7微米的細管取出卵母細胞的細胞核,盡量不取出細胞質(zhì)。同樣小心取出卵丘細胞的細胞核,也盡量去除所帶的細胞質(zhì)(通過使取出的細胞核在玻璃管中往復運動數(shù)次,以去除所帶的少量的細胞質(zhì))。在細胞核被取出后5分鐘之內(nèi),直接注射到已經(jīng)去除了細胞核的卵母細胞中。進行了細胞核移植的卵母細胞先放在一種特制的溶液中1-6小時,然后加入二價的鍶離子(Sr2+)和細胞分裂抑素B。前者使卵母細胞激活,后者抑制極體的形成和染色體的排除。再取出處理過的卵母細胞,放在沒有鍶和細胞分裂抑素B的特制的溶液中使細胞分裂形成胚胎。
不同階段的胚胎(從2細胞期到胚泡期)被分別植入幾天前與已經(jīng)結(jié)扎雄鼠交配過的假孕母鼠的輸卵管或子宮中發(fā)育。發(fā)育完全的胎兒鼠在大約19天后通過手術(shù)取出。
目前胚胎細胞核移植克隆的動物有小鼠、兔、山羊、綿羊、豬、牛和猴子等。在中國,除猴子以外,其他克隆動物都有,也能連續(xù)核移植克隆山羊,該技術(shù)比胚胎分割技術(shù)更進一步,將克隆出更多的動物。因胚胎分割次數(shù)越多,每份細胞越少,發(fā)育成的個體的能力越差。體細胞核移植克隆的動物只有一個完全的無性繁殖過程!