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Jetzt kostenlos anmeldenClonar un organismo es producir otro organismo genéticamente idéntico al primero: ¡una copia! Este nuevo organismo se llama clon, pues es el producto de ese proceso. Este procedimiento se lleva a cabo con muchos fines, a través de diversas técnicas y en varios niveles biológicos —como genes, células individuales, tejidos y organismos completos—.
En 1996, fue creado en un laboratorio el primer mamífero clonado de la historia: la oveja Dolly. Sin embargo, la clonación también ocurre de forma natural en la mayoría de los organismos (aunque es mucho menos común en animales).
Por ejemplo, las bacterias crean clones de sí mismas todo el tiempo, cuando se dividen para reproducirse. Esto es un tipo de reproducción asexual y un ejemplo de clonación natural.
Fig. 1- La oveja Dolly, el primer mamífero clonado a partir de una célula somática adulta.
La clonación artificial es un proceso desarrollado por los humanos para lograr la creación de clones. No se trata de un proceso natural, pues se lleva a cabo en laboratorios, gracias a la intervención humana.
Para su aprovechamiento, la clonación artificial hace uso de los mismos mecanismos que acontecen durante la clonación natural; sin embargo, estos suelen ser modificados, en función su objetivo. La clonación artificial se aplica ampliamente en los diversos niveles de organización de los organismos: desde segmentos de material genético (ADN) hasta organismos enteros. A continuación, exploraremos cada uno .
La clonación génica (o clonación de genes), también denominada clonación molecular (o de ADN), implica la replicación de material genético. Aunque cualquier segmento de ADN —o de otro tipo de material genético, como el ARN— puede ser clonado, la clonación de genes enteros (que compete a la ingeniería genética) es el procedimiento más común. La clonación molecular es una técnica importante para las investigaciones biomédicas.
Cuando se aplica al ADN, esta forma de clonación suele llevarse a cabo mediante la PCR (in vitro). Aunque, también puede insertarse el ADN en un organismo hospedero (in vivo) —como una bacteria o una levadura— que hace copias del ADN o produce la proteína que este codifica.
El ARN suele clonarse, mediante PCR, con transcripción inversa: el ARN se convierte primero en ADN y luego se amplifica de la misma manera que durante la PCR convencional. 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.
Consulta nuestro artículo de Clonación para obtener más información.
La clonación de organismos unicelulares (como las levaduras y las bacterias) no es realmente una clonación artificial; simplemente, se proporcionan las condiciones ideales para que se lleve a cabo la reproducción asexual natural que estos organismos ya realizan.
La clonación de células de organismos pluricelulares se realiza, generalmente, de la siguiente manera:
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 (conocidas como explantes) acaban convirtiéndose en masas de tejido (conocidas como plántulas).
Estas plántulas pueden transferirse al suelo, donde crecen hasta convertirse en copias idénticas de la planta madre, o mantenerse como reserva de células vegetales para su uso en otros experimentos. Estos mismos principios también pueden utilizarse para cultivar tejidos en el laboratorio; de esta manera, se elimina la necesidad de criar o clonar un organismo entero para obtenerlos.
El proceso exacto empleado para este tipo de clonación varía en función de la fuente de las células que se clonan, pero se usan los mismos principios básicos:
Estas células son, generalmente, inmortalizadas; lo que significa que se dividen ilimitadamente en el laboratorio, sin entrar en senescencia (estado de interrupción de la división celular).
Las líneas celulares inmortales (aunque no se vuelven senescentes) pueden entrar en latencia, debido a la densidad celular. Esto se evita mediante un proceso conocido como pasaje, en el que un pequeño número de células se retira del cultivo y se coloca en un nuevo recipiente, con lo que se reduce masivamente la densidad celular.
Las células animales utilizadas en cultivos celulares suelen proceder de tejidos cancerosos, ya que es la forma más fácil de que sean inmortales (las células cancerosas proliferan sin parar), aunque también se puede introducir un gen inmortalizador en las células.
Los ejemplos de líneas celulares que se muestran son:
Las células HeLa son una de las líneas celulares más utilizadas en laboratorios biológicos y farmacéuticos. Provienen de Henrietta Lacks, una mujer estadounidense afroamericana, quien falleció en 1951 por un cáncer de cuello de útero. Sus células fueron cultivadas como parte de una estudio para probar el origen y desarrollo de cánceres cervicales invasivos y no invasivos, por científicos del hospital John Hopkins.
¡Las células originales fueron cultivadas en 1952 y siguen dividiéndose!
En lugar de clonar células individuales, a veces se clonan organismos enteros. La clonación de organismos enteros puede realizarse con fines de clonación reproductiva o terapéutica. En teoría, la clonación de organismos enteros puede aplicarse a cualquier organismo vivo, incluidos los seres humanos, pero es ilegal y muy controvertida.
La clonación reproductiva tiene el propósito de crear más copias de un organismo completo, generalmente para la investigación o para crear más copias de un organismo con características deseables.
El proceso general de la clonación reproductiva de animales incluye los siguientes pasos (ver figura 3):
Para crear la oveja Dolly —el primer mamífero clonado a partir de una célula somática adulta—, se empleó una variante de la transferencia nuclear de células somáticas, conocida como técnica Roslin que siguió estos pasos:
Fig. 5: El proceso de clonación de la oveja Dolly fue una modificación de la transferencia nuclear somática.
La clonación terapéutica es una clonación no reproductiva, que tiene como fin de extraer células madre del embrión formado.
Las células madre son células no especializadas que, al reproducirse, dan origen a cualquier tipo de célula especializada.
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.
El proceso general de la clonación terapéutica incluye los siguientes pasos (ver figura 3):
Los organismos completos pueden clonarse utilizando varios métodos, los cuales difieren en términos de las ventajas y las desventajas que cada uno presenta.
Las plantas también 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; el esqueje puede ser desde unas pocas células hasta una rama.
Es el método más usado para la clonación de organismos completos. En la transferencia nuclear de células somáticas, se extrae el núcleo de una célula somática (no reproductiva) y se inserta en un óvulo también enucleado. Como el óvulo tiene ahora todo el número de genes necesarios para desarrollarse, comienza a formar un nuevo organismo:
La escisión o división de embriones crea clones de la misma manera que se producen los 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 una pareja de embriones (gemelos).
La clonación natural puede manipularse de forma útil para la humanidad, por lo que las técnicas de clonación artificial tienen muchos usos en diversos sectores de la sociedad. A continuación se resumen algunos:
Aunque la tecnología de la clonación permite realizar grandes avances en la sanidad, la industria, la investigación, la conservación de la biodiversidad y muchas otras áreas, también es una fuente de gran preocupación ética y puede tener muchas desventajas. Por ejemplo: ¿es ético crear vida solo para la obtención de sus órganos o tejidos?
A continuación se resumen algunas de estas cuestiones:
Un ejemplo de algunos problemas éticos y legales es el de las células HeLa, mencionados anteriormente. Aunque han servido en innumerables proyectos de investigación científica (muchos de los cuales han resultando en aplicaciones médicas), presentan problemas éticos, ya que la familia no sabía ni dio el consentimiento para su uso y cultivo.
Los tipos de clonación artificial que existen son para crear nuevos organismos (como la oveja Dolly), células o segmentos de ADN. En el caso de los animales, la clonación puede ser reproductiva (del organismo completo) o terapéutica (para obtener células madre).
La clonación de animales (el organismo completo) se realiza comúnmente por transferencia nuclear de células somáticas. Para esto, el núcleo de una célula somática (no reproductiva) se inserta en un óvulo, al cual se le ha removido el núcleo previamente. El óvulo se desarrolla en un nuevo organismo:
El objetivo de la clonación es crear múltiples copias de un segmento de ADN, de células o de organismos completos. Estos clones tienen muchos usos en la industria alimenticia, farmacéutica y en los procesos conservación de la biodiversidad.
Los riesgos de la clonación de animales incluyen:
La oveja Dolly se creó por el tipo de clonación de transferencia nuclear somática (modificado), que incluye los siguientes pasos:
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