Clonación Natural

Diferencia entre clonación natural y artificial

Aunque tanto la clonación artificial como la natural conducen al mismo resultado, con la formación de un clon, es decir, un organismo con un genoma idéntico o casi idéntico al de otro organismo, las circunstancias de esta creación difieren mucho entre ambas. La principal diferencia entre ambas es que la clonación natural no implica la intervención humana, mientras que la clonación artificial es una técnica de ingeniería genética.

Definición de clonación artificial y natural

Ejemplos de clonación natural

La clonación natural se produce a través de muchos mecanismos de la naturaleza, desde organismos unicelulares hasta organismos multicelulares complejos. A continuación se describen algunos de estos mecanismos y se analizan con más detalle. Aunque este artículo divide los mecanismos en plantas y animales, conviene recordar que existen solapamientos entre ambos en las metodologías utilizadas.

• Fisión binaria
• Brotación
• Fragmentación
• Partenogénesis
• Propagación vegetativa
• Producción de esporas
• Formación de gemelos monocigóticos

Clonación natural en animales

Fisión binaria

La fisión binaria es una forma de reproducción asexual en la que el organismo progenitor se divide en dos células hijas. Es el principal método de reproducción de procariotas como bacterias y arqueas, aunque también se da en platelmintos y protistas.

Para iniciar el proceso, la célula se agranda gradualmente hasta tener suficiente membrana para contener el contenido celular necesario para las dos células hijas. A continuación, la célula duplica su material genético antes de unir cada copia a los extremos opuestos de la célula madre. Por último, la célula se divide en dos nuevas células formando una nueva pared celular en el centro de la célula madre y separando la célula en dos nuevas células hijas.

La gemación

La gemación es una forma de reproducción similar a la fisión binaria, con una diferencia clave. En lugar de duplicar el ADN y dividir la célula madre en dos células hijas del mismo tamaño, eliminando así la célula madre, la nueva célula crece como una pequeña proyección de la célula madre. Es un método reproductivo utilizado principalmente por los miembros del género animal Hydra, junto con las levaduras (un tipo de hongo unicelular). El material genético del organismo se duplica y se coloca en el pequeño afloramiento de la membrana celular, que con el tiempo madura en una nueva célula y acaba desprendiéndose del cuerpo principal, formando una nueva célula más pequeña, y dejando atrás la célula madre para reproducirse de nuevo. Este proceso se muestra a continuación en la figura 1.

Figura 1. La levadura Saccharomyces cerevisiae reproduciéndose mediante gemación.

Fragmentación

La fragmentación es, como su nombre indica, la formación de organismos clonales a partir de fragmentos más pequeños del organismo progenitor. Esto puede ocurrir de forma intencionada, mediante la formación de secciones del organismo diseñadas para desprenderse o romperse intencionadamente, para desarrollarse posteriormente en nuevos clones, o de forma no intencionada, como resultado de un traumatismo del organismo. Estos fragmentos vuelven a desarrollarse en dos nuevos organismos enteros que son genéticamente idénticos al organismo del que proceden los fragmentos, creando así clones. La fragmentación se da en muchos organismos, como las estrellas de mar, algunos gusanos, las esponjas y los hongos.

Partenogénesis

La partenogénesis es una forma de reproducción en la que un gameto se convierte en un nuevo organismo sin ser fecundado. Suele ocurrir con gametos femeninos, pero también con gametos masculinos. Hay muchos subtipos de partenogénesis, y no todos dan lugar a organismos clónicos. La partenogénesis se da en plantas, insectos y muchos tipos de animales. Los organismos que utilizan esta forma de reproducción pueden hacerlo de forma obligada (porque no tienen otra forma), o de forma facultativa, en la que el método reproductivo utilizado cambia en función de las condiciones ambientales.

Formación de gemelos monocigóticos

Los gemelos pueden formarse de varias maneras; sin embargo, sólo los gemelos monocigóticos son genéticamente idénticos y, por tanto, técnicamente clones. Los gemelos monocigóticos se producen cuando un óvulo es fecundado durante la reproducción sexual, pero en lugar de formar una sola descendencia como es normal, se divide en múltiples descendientes en la fase de blastocisto, de ahí el término monocigótico, que significa descendientes múltiples de un cigoto. Esto no se limita a los gemelos y puede dar lugar a más de dos descendientes idénticos; sin embargo, se trata de un hecho poco frecuente que se suma a la división de un cigoto, que ya sólo se produce en unos 3 de cada 1000 nacimientos.

Clonación natural en plantas

Hay dos métodos principales de clonación que utilizan las plantas: la propagación vegetativa y la esporulación; sin embargo, la esporulación también la utilizan organismos distintos de las plantas. La propagación vegetativa también está estrechamente relacionada con la fragmentación descrita anteriormente en la clonación natural de animales.

Propagación vegetativa

Muchas plantas pueden regenerar organismos nuevos enteros a partir de pequeñas secciones de tejido vegetal en un proceso conocido como propagación vegetativa. Las plantas contienen un tejido conocido como meristemos, que contienen una serie de células totipotentes.

Las especies vegetales que poseen mayores cantidades de tejido meristemático tienen más facilidad para reproducirse mediante propagación vegetativa. Las plantas pueden producir estructuras diseñadas intencionadamente para aprovechar la propagación vegetativa, como plántulas o estolones (Figura 2), pero también pueden surgir clones mediante la eliminación de otras partes de la planta, ¡una capacidad que también se utiliza para clonar plantas artificialmente!

Fig. 2 - Ilustración de la formación de nuevas plantas a partir de estolones, con el progenitor inicial a la derecha y las nuevas plantas a la izquierda, en distintas fases de crecimiento

Esporulación

Las esporas son pequeñas células reproductoras unicelulares que pueden utilizarse durante la reproducción asexual y sexual. Suelen ser más robustas que la célula madre, lo que permite a la población sobrevivir a tensiones ambientales a las que de otro modo no podría sobrevivir. No son gametos porque las esporas no necesitan fusionarse con otra célula para crear un nuevo organismo, ya que las esporas formadas durante la reproducción sexual ya están fecundadas por la fusión de gametos antes de su formación.

Las esporas utilizadas en la reproducción asexual se forman por mitosis y, cuando se exponen a condiciones ambientales adecuadas, se convierten en nuevos organismos idénticos al progenitor. Esta estrategia se utiliza en bacterias, plantas, hongos, protozoos y algas.

Figura 3: Esporas de helecho contenidas en estructuras denominadas esporangios, que al liberarse crean clones del helecho original.