克隆技術的奧秘
“克隆”的英文原意是“無性繁殖”。通俗地說,就是“複製”、“拷貝”生物,而不是靠父母繁育後代。從理論上講,任何一個細胞都含有該細胞所在生物體的全部基因,人們可以通過細胞克隆出這個生物體來。但是,人們究竟是怎樣通過克隆技術克隆生物體的呢?
克隆羊
英國科學家做了數百例克隆羊的試驗,隻成功了7例。其中有一例是用成年雌性綿羊最活躍的體細胞——乳腺細胞克隆出來的,人們給這隻綿羊取名為“多莉”。而其他6例則是用胚胎細胞克隆出來的。用成年動物的胚胎細胞而不是體細胞克隆出的動物,其基因與該成年動物的基因不一樣,屬於異體複製。換句話說,“拷貝”的是提供受精卵胚胎的動物的下一代,相當於它生了個“多胞胎”。而體細胞克隆是屬自身複製,“拷貝”的是提供體細胞的動物自身。所以說,“多莉”是真正意義上的第一個“複製”“拷貝”出來的哺乳動物。
激烈的爭論
如果有人告訴你,通過克隆技術能夠複製一個與你一模一樣的人,你會相信嗎?這種設想隨著多莉的誕生,也許很快就會變成現實。但是,對於克隆人的問題,目前科學界的爭議異常激烈。持讚成態度的人認為,克隆人體不僅為那些不孕夫婦帶來了福音,對人體器官移植也益處甚大。如果每個人在剛誕生的時候就擁有一個妥善保存的複製品,那麼以後身體任何一個零件壞了都可以隨時更換。但持反對意見的人則認為,采用無性繁殖的方法複製人會使人類失去遺傳基因的多樣性,這對人類這一物種的生存將產生嚴重的影響。人應該熱愛自己獨特的生命形式,同樣也應該接受個體自然的死亡。在這場曠日持久的激烈爭論中,反對者的呼聲占了上風。聯合國教科文組織大會於1997年11月通過了指導基因研究的道德準則條例——《世界人類基因組與人權宣言》,要求各國應對克隆人以及其他損害人類權利和尊嚴的科研行為加以嚴厲禁止。
試管嬰兒的奧秘
很多不能生育的婦女都想擁有自己孩子,怎麼辦呢?在這種情況下,醫生和生物科學工作者經過協作,通過特殊的手術滿足了她們的願望。1978年,第一個試管嬰兒出生的消息轟動了整個世界。它和人類登上月球、人工移植腎髒一樣,引起了很大的震動。那麼,試管嬰兒是如何誕生的呢?
試管嬰兒的誕生
試管嬰兒的誕生所利用的是受精卵移植技術。首先,醫生們給媽媽注射一定量的能促使卵子生長發育的激素。然後,通過外科手術把體內成熟的卵子取出,並把它放在一個具有一定溫度和培養液的玻璃器皿內。接著,往裏加入爸爸的精子,使卵子在體外受精。此後,不斷地更換培養液以使受精卵能夠自然地分裂發育,並成為一個具有許多細胞的胚泡。在第6天的時候,這個胚泡又被放回媽媽的子宮裏,使其得到母體的營養。之後,經過幾個月正常的妊娠,健康的嬰兒便誕生了。這就是人們所說的“試管嬰兒”。
受精卵移植技術的應用
目前,這類受精卵移植技術主要應用於畜牧業上。人們將牛、羊等牲畜的受精卵放在兔子的輸卵管裏,通過兔子把受精卵攜帶並移植到外地的母牛、母羊的子宮裏。這樣能使受精卵繼續發育,長成健壯的小牛和小羊。利用這種方式出生的後代,既保存了父母原來優良的遺傳性狀,又能從“保姆”那裏獲得適應當地生存的能力和免疫力。隨著科學技術的進一步發展,科學工作者又進行了受精卵的低溫保存研究。經過體外授精的卵子在低溫條件下能夠停止正常活動,但質量又不受到影響。如果從低溫條件下取出,受精卵仍然能夠複活,並繼續發育。這樣,就能更加方便地進行受精卵的移植手術了,並能使優良純種的後代在異鄉成長起來。
基因工程的奧秘
生物的遺傳物質是細胞內的染色體,而染色體是由DNA雙螺旋鏈狀大分子和蛋白質組成的。DNA是生命的基本物質,記錄著遺傳密碼,而基因則是DNA的片段。每一個基因決定著生物的每一個相應的性狀,如眼睛的大小、個子的高矮等,這就是人們常說的遺傳基因。
DNA分子結構
1944年,美國科學家奧斯瓦爾德·西奧多·埃弗提出,在細胞核內發現的DNA(脫氧核糖核酸)可能攜帶著遺傳信息。英國物理學家克裏克和美國分子生物學家沃森組織了一個研究小組。他們受電報號碼的啟示,猜測DNA的4種堿基像電報號碼的兩種基本符號(點和畫)一樣,是構成DNA的基礎。4種堿基可形成非常複雜的密碼。
利用富蘭克林的X射線衍射圖中的一種,克裏克和沃森構建了一個DNA分子的雙螺旋模型。DNA的分子模型建立後,生物學家們開始試圖去發現DNA所包含的密碼是如何產生新的、特定的生命的。他們發現人類基因的平均長度約為72000個堿基,堿基的排列次序構成了遺傳密碼。