Clon

Clonación

Seguramente ha escuchado acerca de la clonación pero ¿sabe de qué se trata?

Comencemos a responder a la pregunta:   ¿Qué es un clon?

Un clon es un grupo de moléculas, células o individuos genéticamente idénticos, que provienen de un mismo ejemplar.

El término “clon”, creado en 1903 por H. J. Webber, definía una variedad de cultivo multiplicada exclusivamente de manera vegetativa (mediante gajos, esquejes o estacas), como era y es común en los árboles frutales.

Del uso popular de la palabra “clon”, deriva el término “clonación”.

¿Qué es la clonación? La clonación es el proceso de producir in vitro una entidad biológica (gen, cromosoma, célula u organismo) genéticamente idéntica a otra.

Podemos decir que hay dos tipos de clonación:

• La clonación natural

• La clonación artificial

Un ejemplo de clonación natural es el caso de los gemelos provenientes de un ovocito fecundado por  un  espermatozoide  que  en  las  primeras  etapas  de  desarrollo  se divide en dos individuos genéticamente idénticos.

La  existencia  de  individuos  genéticamente  idénticos  se  da  en  muchos   sistemas   biológicos, generalmente asociada a la reproducción asexual: dos plantas iguales, cuyo origen es un gajo o  esqueje.  También  seres  unicelulares  que  se multiplican asexualmente por simple división celular, tal como es el caso de las bacterias.

Los científicos usan las bacterias para todo tipo de estudios genéticos, pues a partir de estos genes pueden clonarse también genes de otro tipo.

La  clonación  artificial  apela  a  técnicas  de  Ingeniería  Genética en laboratorio para obtener individuos idénticos a su progenitor.

Tipos de clonación

Los tipos de clonación se pueden clasificar según sus objetivos finales, en:

A- La  clonación  terapéutica: tiene  como  principal  finalidad  la  obtención  de las denominadas células madre. Estas células tienen la capacidad de  generar  diferentes   tipos de tejidos, utilizables en el tratamiento de pacientes con una gran variedad d   enfermedades,  sin  problemas  de  rechazo.                                                           

¿Cómo funciona la clonación terapéutica?

Se toma una célula cualquiera del paciente (obviamente no es necesario que sea una célula madre) y se extrae el núcleo con los cromosomas dentro. A continuación se obtiene un ovocito sin fecundar y se extrae también el núcleo.

Se procede a introducir el núcleo de una célula madre del paciente dentro del ovocito.

De  esta  manera,  se  obtiene  un  ovocito  “un  tanto confundido”, porque no ha sido fecundado por un espermatozoide. A pesar de ello, tiene completos todos los pares de cromosomas.

Mediante inducción eléctrica se consigue que el ovocito no fecundado empiece a dividirse, formándose los diferentes estadios embrionarios, hasta llegar al blastocisto.

Blastocisto: El blastocisto es una estructura embrionaria que se forma entre el 5° y el 7° día de gestación. El blastocisto está formado por dos grupos de células diferentes. Las células externas son pequeñas y formarán lo que se denomina trofoblasto. Dentro del mismo hay un espacio virtual, llamado blastocele, que contiene un líquido. En este líquido se encuentran las células de la masa celular interna, las cuales son más grandes que las del trofoblasto y darán origen al embrión y sus anexos.

Las células de la masa celular interna pueden dar origen a cualquier tipo de tejido y por lo tanto, pueden ser utilizadas para la regeneración de tejidos en tratamientos terapéuticos.

Existe  una  lista  de  enfermedades  devastadoras  que  se  podrían curar o aliviar con técnicas   similares,   por   ejemplo:   la   diabetes,   cirrosis,   leucemia,   osteoporosis, quemaduras, Alzheirmer, Parkinson, Huntington, tetraplejía, algunos tipos de cáncer, algunas dolencias de corazón y espalda, entre otras.

Existe mucha gente que considera que estas técnicas son abortivas, debido a que un ovocito con ADN del paciente que se reproduce es un embrión humano (y además un clon). Este embrión se destruye para que alguien se beneficie. En este caso, el paciente enfermo.

B- La  clonación  reproductiva: está dirigido a individuos genéticamente  idénticos.  Implica  la implantación del embrión clonado en el útero  de una madre. El embrión se desarrolla y nace un individuo, sin la necesidad de una  reproducción sexual.

Aclaración: la clonación terapéutica no tiene relación con la Ingeniería Genética porque los genes no se modifican, sino que se cambia todo el núcleo de la célula. De hacerse alguna  modificación,  sí  tendría  relación  con  la  Ingeniería  Genética; es más, hasta podríamos obtener un animal transgénico.

Actividad 1

Identifique la diferencia que existe entre la clonación terapéutica y la clonación reproductiva.

Animales Transgénicos

A partir de la clonación, se obtuvieron los primeros animales transgénicos, son aquellos que poseen un gen que no les pertenece. Este gen se denomina transgen.                                                        

¿Qué es la transgénesis, entonces?

La transgénesis es el proceso que permite introducir un gen foráneo al genoma de un organismo vivo, tanto sea para incorporarlo como para reemplazar un gen endógeno, de modo que sintetice moléculas de interés.

En animales, generalmente el ADN extraño o transgen, se introduce en cigotos, quienes originarán embriones que hayan integrado el ADN extraño en su genoma. A continuación el transgen pasará a las siguientes generaciones, por reproducción sexual, a través de la línea germinal (gametos).

Seguidamente  desarrollaremos  las  diferentes  técnicas  de  introducción  del  transgen  en  células embrionarias.

 Técnicas de transgénesis

Antes de realizar cualquier técnica de transgénesis se identifica y se aísla el gen que se quiere insertar en el genoma del animal. Una vez que el gen es identificado, hay varias maneras de insertarlo en la célula a modificar.

Puede hacerse por:

A- Microinyección de cigoto.

B-Transformación de células embrionarias.

C-Transferencia nuclear.

D-Transferencia mediante un vector retroviral.

Veamos de qué se trata cada técnica.

A-    Microinyección de cigoto

La técnica de microinyección se realiza de la siguiente forma:

En la primera fase, se aísla un número grande de óvulos fertilizados. El gran número de óvulos  se  consigue  sometiendo  a  las  hembras a un tratamiento hormonal para provocar una superovulación; su posterior fertilización puede hacerse in vitro o in vivo.

En  la  segunda  fase,  los  cigotos  obtenidos  se  manipulan  uno  a  uno  y  con una micropipeta a modo de aguja, se introduce una solución que contiene el transgen.

En la tercera fase, estos óvulos son reimplantados en hembras, que actuarán como nodrizas, permitiendo la gestación hasta completar el proceso.

Por último, se desteta a los recién nacidos y se los chequea mediante análisis para ver si la incorporación del transgen se ha producido correctamente.

B- Transformación de células embrionarias

Una  estrategia  aún  más  poderosa  para  la  transgénesis  implica la introducción del transgen en células  embrionarias totipotentes  o  ES  (que  poseen  la  capacidad  de originar cualquier tipo de tejido).

Estas  células  se  toman  del  interior  de  un  blastocisto   (masa  celular  interna)  en desarrollo y se pasan a un medio donde se tratan con distintos productos, con lo que se conseguirá que las células no se diferencien y mantengan su estado embrionario.

El  transgen  se  introduce  en   las   células   embrionarias,   por   ejemplo,   mediante microinyección.  Posteriormente  las  células  transgénicas  son  reintroducidas  en  un blastocisto y éste se implanta en una hembra.

Cuando la integración del transgen ocurre después de la primera división celular, como es  el  caso  que  se  muestra  a  continuación,  al  animal  obtenido  se  lo  denomina quimérico. Las células del cuerpo de un animal quimérico tienen diferentes orígenes: algunas provienen de las células embrionarias transgénicas; y otras, de las células del blastocisto, al que se le insertaron las células transgénicas.

C- Transferencia nuclear

En este caso, el proceso se inicia tomando células embrionarias en fase de mórula o blastocisto, luego se cultivan in vitro y después se transfieren a ovocitos a los que se les ha quitado el núcleo.

Se provoca la fusión de las dos células animales de modo que el núcleo de la célula embrionaria quede en el interior del ovocito, pudiendo éste empezar a funcionar como un cigoto.

En la transferencia nuclear se utiliza la técnica de clonación reproductiva. Este tema, nombrado al comienzo de la unidad será desarrollado más adelante.

D- Transferencia mediante un vector retroviral

Como todos sabemos la infección viral radica en la incorporación de un ácido nucleico en el genoma celular. Esta capacidad se utiliza para incorporar transgenes en células eucariotas.

Para ello, se deben producir virus que contengan el gen de interés a insertar.

Los virus más utilizados en esta técnica corresponden al grupo de los retrovirales.

Actividad 2

1- Defina los siguientes términos:

  A- Transgen.

  B- Animal transgénico.

  C- Animal quimérico.

2-Complete  en   la  línea  de  puntos  la  técnica  aplicada  en  los  siguientes ejemplos:

  A) Transferencia  de  un gen de interés exógeno al genoma de la célula a través  de retrovirus………………......…………

  B) Transformación luego de la primera división mitótica del cigoto……………………………………………………………….

  C) Células embrionarias en fase de mórula se transfieren a ovocitos a los que se les ha quitado el núcleo………………..

  D) Transformación antes de la primera división mitótica del cigoto………………………………………………………………

  E) Utilización de la técnica de clonación.…………………………………………....……………………………………………….

  F) Los  cigotos  obtenidos se manipulan con una micropipeta a modo de aguja, se introduce una solución que contiene       el transgen…………………………………………………………………………………………………………………………………