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Clonación Artificial: Definición
Clonar un organismo es crear un organismo genéticamente idéntico a otro, ¡una copia! La Clonación Artificial es un tipo de clonación que se produce debido a la interferencia humana, en lugar de mediante procesos naturales. Generalmente aprovecha procesos que se producen durante la clonación natural.
¡Obtén más información leyendo nuestro artículo Clonación natural!
¡Un clon es el producto de un proceso de clonación! Por ejemplo, las bacterias crean clones de sí mismas todo el tiempo cuando se reproducen y dividen. Esto se conoce como reproducción asexual y es un ejemplo de clonación natural.
Tipos y procesos de clonación artificial
En existen muchos tipos de clonación artificial, que clonan cosas que van desde material genético individual (ADN) hasta organismos enteros, cada uno de los cuales se explora a continuación.
Clonación de genes
La clonación degenes, más correctamente denominada clonación molecular, implica la replicación de material genético. A menudo se hace con genes enteros para diversos fines, como la ingeniería genética; sin embargo, puede aplicarse a cualquier sección de ADN u otros tipos de material genético.
La clonación molecular es una importante técnica de investigación en la ciencia biomédica. Consulta nuestro artículo Ingeniería genética para saber más.
Cuando se aplica al ADN, esta forma de clonación suele llevarse a cabo mediante PCR o insertando el ADN en un organismo huésped, como bacterias o levaduras, que luego copia el ADN para su posterior extracción.
El ARN suele clonarse mediante PCR de transcripción inversa, en la que el ARN primero se convierte de nuevo en ADN, y luego se amplifica de la misma manera que en la PCR normal. Este ADN puede volver a convertirse en ARN si es necesario.
Independientemente del proceso utilizado, todos estos procesos dan como resultado muchas copias idénticas del material genético original.
Clonación unicelular
Laclonación unicelular puede aplicarse tanto a organismos unicelulares, en cuyo caso estás clonando efectivamente todo el organismo, como a células extraídas de un organismo mayor (pluricelular).
Clonación de organismos unicelulares
Laclonación de organismos unicelulares como las levaduras y las bacterias no es realmente una clonación artificial, sino más bien proporcionar las condiciones ideales para lareproducción asexual natural que ya realizan.
La única alteración del proceso natural en la clonación intencionada de levaduras y bacterias consiste en utilizar un método como la siembra en placas para garantizar que todas las células de una colonia determinada sean clones de una única célula inicial.
Clonación de células de organismos pluricelulares
La clonación de células de organismos pluricelulares puede denominarse cultivo celular cuando se aplica a células tomadas de eucariotas, cultivo de tejidos vegetales cuando se cultivan células vegetales y cultivo fúngico cuando se cultivan células fúngicas. El proceso exacto utilizado varía en función de la fuente de las células que se clonan, pero se utilizan los mismos principios básicos.
Las células se aíslan del organismo pluricelular y se colocan en un recipiente que contenga un medio que les proporcione todos los nutrientes necesarios para multiplicarse y les ayude a mantener el entorno que necesitan.
A continuación, este recipiente se coloca en una incubadora para mantener también el entorno ideal. Las células pueden flotar libremente en el medio o adherirse a las superficies del recipiente.
Estas células suelen estar inmortalizadas, lo que significa que tienen divisiones ilimitadas in vitro sin entrar en senescencia (detención de la división celular). Estos tipos de células se conocen como líneas celulares. Las células utilizadas en cultivos que no están inmortalizadas se denominan estirpes celulares. Las líneas celulares inmortales, aunque no entrarán en senescencia debido al número de divisiones realizadas, sí pueden entrar en senescencia debido a la densidad celular. Esto se evita mediante un proceso conocido como pasaje, en el que se extrae un pequeño número de células del cultivo y se colocan en un nuevo recipiente, con lo que se reduce masivamente la densidad celular.
Figura 1: Células HeLa teñidas con la tinción fluorescente de Hoescht.
Las células animales utilizadas en cultivo suelen proceder de organismos cancerosos, ya que es la forma más fácil de que se produzca la inmortalización; sin embargo, también puede introducirse en las células un gen inmortalizador.
Ejemplos de líneas celulares mostradas son las células HeLa, procedentes del cáncer de cuello de útero de Henrietta Lacks, y las células Cho, procedentes de células de ovario de hámster chino.
Figura 2: Células Cho adheridas a una superficie, vistas mediante microscopía de contraste de fase.
El cultivo de tejidos vegetales, también conocido como micropropagación, coloca muestras de tejido vegetal en medios que contienen hormonas de crecimiento vegetal y todos los nutrientes necesarios. Estas secciones de tejido vegetal, denominadas explantes, acaban convirtiéndose en masas de tejido denominadas plántulas. Estas plántulas pueden transferirse al suelo, donde crecen hasta convertirse en copias idénticas de la planta madre o se mantienen como reserva de células vegetales para su uso en otros experimentos. Estos mismos principios también pueden utilizarse para cultivar tejidos en el laboratorio, eliminando la necesidad de criar o clonar un organismo entero para obtenerlos.
Para saber más sobre las hormonas de crecimiento de las plantas, consulta nuestro artículo sobre Hormonas vegetales.
Clonación artificial de organismos completos
En lugar de clonar células individuales, a veces se clonan organismos enteros. La clonación de organismos enteros puede realizarse con fines declonación reproductiva oterapéutica. La clonación de organismos enteros puede aplicarse teóricamente a cualquier organismo vivo, incluidos los seres humanos, pero es ilegal y muy controvertida.
Clonación reproductiva
Laclonación reproductiva es la clonación con el fin de crear más copias de un organismo entero, generalmente con fines de investigación o para crear más copias de un organismo con características deseables.
En ganadería, se utiliza para crear copias de animales reproductores, que luego se crían convencionalmente produciendo descendencia que puede entrar en el suministro de alimentos. Esto permite que la genética deseable se transmita más rápidamente y en mayores volúmenes que la cría de ejemplares individuales del animal.
La clonación se utiliza en muchas plantas para crear grandes volúmenes de plantas con características deseables, con fines alimentarios u ornamentales.
Clonación terapéutica
Laclonación terapéutica es la clonación con el fin de extraer células madre del embrión formado. Estas células madre pueden utilizarse para una amplia gama de usos, como la ingeniería de tejidos, las terapias de sustitución celular, los estudios toxicológicos y muchos otros.
Una vez creado el embrión clonado, se cultiva durante unos cinco días para formar un blastocisto. A continuación, se extraen las células madre pl uripotentes de la masa interna tras eliminar la capa externa mediante inmunocirugía o disección manual del haz celular. A continuación, estas células pluripotentes se cultivan, listas para ser estimuladas a diferenciarse en prácticamente cualquier tipo celular necesario.
Las células madre son un tipo de célula muy potente. ¡Aprende más sobre ellas consultando nuestro artículo Células madre!
Métodos de clonación de organismos completos
Los organismos enteros pueden clonarse utilizando uno de varios métodos, todos los cuales tienen ventajas e inconvenientes distintos.
Transferencia nuclear de células somáticas
En la transferencia nuclear de células somáticas, se extrae el núcleo de un óvulo. Se extrae el núcleo de una célula somática (no gamética) y se introduce en el óvulo. Como el óvulo tiene ahora todos los genes necesarios para desarrollarse, empieza a formar un nuevo organismo. El óvulo se implanta en una madre de alquiler y se lleva a término. El animal resultante es un clon de la fuente del núcleo de la célula somática.
Escisión de embriones
La división de embriones crea clones del mismo modo que se producen gemelos monocigóticos. La diferencia es que, en lugar de que la división del blastocisto se produzca de forma natural, el blastocisto se divide en dos mediante microcirugía para crear artificialmente un par de gemelos.
Clonación de plantas
Las plantas pueden clonarse tomando pequeños esquejes de tejido vegetal y colocándolos en un medio que provoque el crecimiento de una nueva planta a partir del esqueje. Esta planta es un clon de la planta madre, y el tamaño del esqueje puede variar desde una rama hasta unas pocas células.
Clonación artificial en animales
Se utilizó una variante de la transferencia nuclear de células somáticas, conocida como técnica Roslin, para crear a la oveja Dolly, el primer mamífero clonado a partir de una célula somática adulta. El Instituto Roslin extrajo el núcleo del óvulo, pero en lugar de extraer el núcleo somático, lo pusieron en estado latente limitando el acceso a los nutrientes. A continuación, sometieron a las células a una descarga eléctrica, lo que desencadenó la fusión de las células y dio lugar a un óvulo listo para desarrollarse. Este óvulo se colocó en una madre de alquiler y se llevó a término, dando lugar a la oveja Dolly.
Figura 3: El cuerpo taxidermizado de la oveja Dolly.
Ejemplo de clonación artificial
Otra forma de clonación utilizada a menudo es PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa). La PCR se utiliza de forma rutinaria en los laboratorios para diversos fines.
Un ejemplo con el que puedes estar familiarizado por acontecimientos recientes es el análisis de COVID-19. Como el COVID-19 es un virus ARN, se utiliza una forma especializada de PCR conocida como RT-qPCR. Utiliza la transcriptasa inversa para crear ADN a partir de ARN, que luego es amplificado por la ADN polimerasa.
La q de RT-qPCR significa cuantitativa, lo que significa que la cantidad de ADN producido se mide a lo largo del proceso, a menudo incorporando moléculas fluorescentes al ADN copiado.
Cuando se alcanza una determinada medida umbral, la muestra se considera positiva para el ARN COVID-19 y, por tanto, la persona se considera positiva para el COVID-19.
Usos de la clonación artificial
Los clones tienen muchos usos en muchos sectores de la sociedad. La clonación natural puede manipularse de formas útiles para la humanidad, y las técnicas de clonación artificial proporcionan muchos usos dentro y fuera de la investigación y el mundo académico. A continuación se resumen algunos de estos usos.
- La clonación de organismos con genes deseados permite conservar estos rasgos, o aumentar el número de organismos con el rasgo, sin que los rasgos se modifiquen durante la reproducción.
- Los clones pueden utilizarse para producir tratamientos médicos, como anticuerpos monoclonales y nuevos órganos o tejidos.
- La clonación puede utilizarse potencialmente para resucitar especies extinguidas, ¡aunque quizá no hasta el grado que se muestra en Parque Jurásico!
- La clonación puede permitir que organismos que no pueden reproducirse tradicionalmente creen descendencia.
Las desventajas y los problemas éticos de la clonación
Aunque la tecnología de la clonación permite grandes avances en la sanidad, la industria, la investigación, la conservación y muchas otras áreas, también es fuente de gran preocupación ética y puede tener muchos inconvenientes. Por ejemplo, ¿es ético crear vida simplemente para utilizarla para la extracción de sus órganos o tejidos? A continuación se resumen algunas de estas cuestiones.
- La clonación de animales extinguidos no resuelve la falta de diversidad genética, y la clonación de animales no extinguidos limita la diversidad genética de una población.
- Los clones tienen genéticamente la misma edad que el organismo del que se tomaron los genes, lo que significa que se transmiten los trastornos genéticos o las mutaciones que se hayan producido durante la vida de la fuente.
- Los derechos y la situación jurídica de las personas clonadas estarían abiertos a debate.
- Los organismos clonados pueden enfrentarse a problemas más adelante en la vida que no sean inmediatamente obvios.
- La clonación tiene un índice de éxito muy bajo, por lo que se creará un gran número de clones sin éxito, de los que habrá que deshacerse, lo que también plantea problemas éticos.
- La clonación limita la identidad individual.
Clonación artificial - Puntos clave
- La clonación artificial es la producción de clones mediante la intervención humana, en lugar de de forma natural.
- La clonación artificial puede utilizarse para crear clones a muchos niveles organizativos, desde genes hasta un organismo entero.
- Uno de los ejemplos más utilizados de clonación es la PCR, y el primer ejemplo de clon producido a partir de una célula somática adulta es la oveja Dolly.
- La clonación puede ser enormemente útil en muchos ámbitos, como la industria, la medicina y la agricultura; sin embargo, plantea una serie de dilemas éticos y legales.
- La clonación artificial a menudo se aprovecha de métodos que producen clones naturales.
Referencias
- Figura 1: Células HeLa (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HeLa_cells_stained_with_Hoechst_33258.jpg) por TenOfAllTrades (https://en.wikipedia.org/wiki/User:TenOfAllTrades). Dominio público.
- Figura 2: Células Cho (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cho_cells_adherend1.jpg) por Alcibiades (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Alcibiades). Dominio público.
- Figura 3: La oveja Dolly (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dolly_face_closeup.jpg) por Toni Barros (https://www.flickr.com/people/12793495@N05). Licencia CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/deed.en).
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