Clonación: Cómo se copia un organismo

Los seres vivos están dominados por genes egoístas, que tratan de inundar el mundo de copias fidedignas de sí mismos.

Muchas veces ocurre que un incómodo proceso llamado sexualidad reduce al 50% el grado de semejanza del descendiente con el progenitor, pero en la naturaleza abundan los organismos clónicos, que son idénticos a los individuos de los que proceden.

La reproducción asexual, producida a partir de una simple duplicación celular, aparece en muchos microorganismos, en animales inferiores e incluso en algunos vertebrados (por ejemplo, algunas lagartijas). Las yemas de las plantas constan de tejido indiferenciado que puede regenerar una planta genéticamente idéntica a su progenitora. Un gemelo monocigótico humano es en realidad una especie de “brote vegetativo” de su hermano: en las primeras etapas del desarrollo embrionario, un grupo de células se desprende del resto del embrión y anida independientemente en el útero materno.

¿Se podría entonces provocar esta reproducción asexual en los animales superiores? El principal obstáculo es que los animales no poseen los análogos a las yemas vegetales, tejidos compuestos por células con capacidad de diferenciarse en cualquier tipo celular. En los animales, las células madre adultas, que están presentes en numerosos tejidos, suelen tener una capacidad limitada de diferenciación y sólo pueden producir unos pocos tipos celulares. Hasta 1996 se habían producido bastantes animales clónicos en el laboratorio, como anfibios y ratones, pero siempre procedían de células embrionarias, que están aún muy indiferenciadas.

El gran hito que supuso la oveja Dolly consistió en que fue el primer animal clonado a partir de células de un adulto, que estaban ya especializadas. Costó mucho trabajo, ya que se requirieron 277 intentos. Se extrajeron células de tejido mamario de una oveja adulta y se cultivaron. Para propiciar la “reprogramación” del ADN de estas células se las hizo pasar hambre, con lo que dejaron de dividirse y entraron en un estado de reposo. Esto condujo a la inactivación de muchos genes y favoreció la recuperación de la versatilidad de estas células, su capacidad de generar otros tipos celulares.

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El procedimiento más usado para obtener un embrión clónico es partir de un óvulo extraído de una donante y de una célula del cuerpo (somática) del individuo que se quiere replicar. El núcleo del óvulo es extraído y se sustituye por el núcleo de la célula somática, que contiene prácticamente toda la información genética necesaria para generar de nuevo al individuo. El óvulo es inducido por la introducción del núcleo a iniciar la división celular, como si hubiera sido fecundado por un espermatozoide.

Por otra parte, el núcleo es inducido por las sustancias del óvulo a reprogramar su material genético para situarse en el “momento cero” de la vida y dar lugar a los ordenados procesos del desarrollo embrionario. Posteriormente, el embrión es implantado en el útero de una “madre de alquiler”, que no aporta ningún material genético.

El nuevo individuo será tremendamente parecido a su progenitor, aunque no idéntico a él (en realidad se parecerá algo menos incluso de lo que se parecen dos gemelos monocigóticos). El citoplasma del óvulo es el que aporta las mitocondrias, que tienen una modesta cantidad de genes propios. Como la donante del óvulo no tiene en principio nada que ver con la madre del individuo clonado, que fue quien le aportó las mitocondrias, el material genético de las mitocondrias del clon será distinto al de su “padre genético”. Además, en la expresión de los genes intervienen algunos factores no directamente inscritos en el ADN, como las interacciones con el medio ambiente celular, los patrones de metilación de las bases del ADN, que varían con la edad del individuo, y otras señales de tipo bioquímico.

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Para que la clonación sea exitosa, tienen que considerarse multitud de factores, que aún no se conocen bien. Las elecciones idóneas muchas veces varían para las diferentes especies: por ejemplo, el tipo de células que se usarán como donantes del núcleo (normalmente se usan células que no estén demasiado diferenciadas para una tarea específica, como las del tejido conectivo o epitelial) o el momento adecuado del ciclo celular en que se extraen (se ha comprobado recientemente que no sólo pueden usarse células en reposo, sino también células en determinadas fases del proceso de división).

Un factor crítico en el éxito de la clonación es la duración de la fase de replicación de ADN del núcleo. Cuando el óvulo inicia sus primeras divisiones, está gobernado por el ARN mensajero generado por su anterior núcleo y por las proteínas de su citoplasma. En estas primeras etapas, el ADN introducido se limita a replicarse y ninguno de sus genes se expresa, es decir, no se transcribe en ARN mensajero ni se traduce a proteínas.

La programación del ADN, es decir, la decisión de qué genes van a expresarse en cada momento, depende de qué regiones de su cadena están empaquetadas o desempaquetadas y de qué clase de moléculas se unen a cada región. Durante la fase de replicación, el ADN abandona el patrón de empaquetamiento que tenía en la célula adulta de procedencia y es modificado por las moléculas procedentes del citoplasma del óvulo hasta adquirir el patrón de empaquetamiento típico de un cigoto o embrión en sus primeras etapas de desarrollo.

Esta reprogramación del ADN nuclear lleva su tiempo, por lo que en algunas especies, como los ratones, en que la fase de replicación sin expresión del ADN es muy breve, se han encontrado muchas dificultades para la clonación. Se supone que no ha podido completarse la reprogramación del núcleo.

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El núcleo ordena muy pronto la sustitución de las moléculas del óvulo por las suyas propias y no permite que aquellas lo conduzcan a las primeras etapas del desarrollo embrionario. Las ovejas tienen una fase de replicación sin expresión relativamente larga y quizá por ello el primer animal clonado haya sido una de ellas.

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