CLONACION
La palabra clon del vocablo griego
klon significa retoño ,rama ,o brote
.en el lenguaje científico es el
conjuntos de individuos que descienden
de otros vía vegetativa o asexual por
lo que son una copia exacta de su
original biológico.
El clon no es algo nuevo ,la clonación existe
en la naturaleza paralelamente
a la reproducción sexual. En el origen
de la evolución , la reproducción se
hacia asexualmente, de modo que los descendientes
de los seres microscópicos
con los que se inicia la vida eran idénticos a sus padres
, biológicamente
, pues nuestros orígenes eran clones
; los biólogos afirman que la
reproducción sexual comienza
posteriormente, estamos hablando de
unos 1000 millones de años.
Ahora si nos referimos al ámbito de la ingeniería genética
clonar es aislar
y multiplicar en tubo de ensayo un
determinado gen o en general , un trozo
de ADN . sin embargo, Dolly no es
producto de ingeniería genética. En el contexto al que
nos referimos clonar
sig. Obtener un individuo a partir de
una célula o de un núcleo de otro
individuo.
En los animales superiores , la única
forma de reproducción es la sexual por
la que dos células germinales 8ovulo y espermatozoide )
se unen formando un
zigoto (o huevo), que se desarrollara
hasta dar un individuo adulto .La reproducción sexual
como lo dijimos
anteriormente fue un invento evolutivo
(de los que quedaron excluidas las
bacterias y muchos organismos
unicelulares), que garantiza que en
cada generación de una especie van a aparecer nuevas
combinaciones de genes
en la descendencia , que posteriormente
será sometida a la dura prueba de la selección y otros
mecanismos evolutivos
, caso que no sucede en la reproducción asexual y quizás
por ello estos últimos tienden a extinguirse.
En febrero de 1997 (a fines) un grupo de genetistas guiado
por Ian Wilmut del instituto Roslin a 10 Km. de Edimburgo ,
Escocia anunciaron que habían clonado
una oveja llamada Dolly, nombre que se
le dio como homenaje a la cantante
estado unidense Dolly Parton . esta
ovejita idéntica a su madre , una oveja fininn Dorset,
de 6 años de edad, fue
quien dono
a través de una célula somática ( cela de
la glándula mamaria) toda la información necesaria
para realizar la clonación.
Dolly que nació el 5 de julio de 1996, se convirtió
en el primer mamífero clonado ,
y desde ese momento esa palabra fue asimilada
por nuestras mentes. Pero ya
hace mas de 20 años que los científicos estudiaban
sobre la clonación , los
primeros en experimentar fueron los
biólogos americanos Robert Briggs y
Thomas King de la universidad de Pennsylvania , que clonaron
por primera
vez en 1952 una rana que es un organismo relativamente simple .
El procedimiento aplicado en Dolly es
el famoso método conocido como:
TRANSFERENCIA NUCLEAR
A.- Se extrajo una célula de la
glándula mamaria de una oveja donante .
B.- esta célula mamaria tenia la
información genética necesaria como
para obtener otra oveja , pero dicha información
se hallaba inhibida debido a que solo estaban activos los genes
quela célula mamaria requería.
Las células de un animal proceden en ultima
instancia de la división repetida
y diferenciación del cigoto .
las células somáticas que constituyen
los tejidos del animal adulto han
recorrido un largo camino sin retorno; de
modo que a diferencia de las células de la primera
fase del embrión , han perdido la
capacidad de generar nuevos individuos
y cada tipo se ha especializado en una función distinta
(a pesar de que, salvo
excepciones contienen el mismo material genético ).
c.- normalmente , las células crecen y
se dividen copiándose a si mismas , pero
si se les priva de nutrientes estas
entran en un estadio de INACTIVIDAD .Es
en este caso cuando pueden activarse
todos sus genes y así reprogramarla.
d.- muy aparte se extrajo un óvulo de
una oveja de raza escocesa de cara
negra
una Scott;Blacktase.
e.- el óvulo u ovocito fue mantenido con vida en el laboratorio.
f.- el óvulo fue desnuclearizado, ósea
lo vaciaron de ADN.
g.- mediante la ayuda de un virus se
logro la fusión de la célula mamaria
con
el óvulo .además para ayudar con el
enlace fue necesario el usos de
pequeñas descargas eléctrica que
crearon micro poros indispensables para
la unión. La célula mamaria fue
programada por las moléculas del óvulo
para producir el embrión de oveja y así
el embrión fue obligado a replicarse nuevamente
mediante pulsaciones eléctricas.
h.- la célula embrionaria creció y se multiplico .
i.- los embriones fueron implantados en madres sustitutas.
j.- después de 148 días el resultado
final fue Dolly un duplicado de la
oveja donante que proporciono la
información genética.
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Clonar un animal es mas complicado si la célula utilizada se encuentra en un estadio de especialización avanzada.
Para obtener a Dolly los investigadores ingleses han tenido que clonar 227 células de los que solo 29 estaban en condiciones de poder ser trasplantadas en úteros de madres sustitutas , de los que solo 13 resultaron embarazos y solo en un caso ,Dolly llego a termino. Esta elevada taza de fracasos se debe al hecho de que a menudo los clones dan origen a fetos de dimensiones demasiado grandes ,los riñones y pulmones no están lo suficientemente desarrollados y los neonatos mueren por insuficiencia respiratoria .
DOLLY no es en realidad una copia idéntica de la madre que dono el núcleo ( no se olvide que el óvulo contiene ese pequeño ADN mitocondrial es decir un 3 o 4 % del total.
Aunque ambos comparten el mismo ADN nuclear , las instrucciones genéticas de dolly no presentan el mismo tipo y combinación de estímulos que los de su madre nuclear. Esto se debe a los fenómenos de epigénesis ,complejas series de interacciones entre los genes y el entorno, y aquí entendemos por entorno desde los factores presentes en el citoplasma del óvulo , pasando por los procesos de formación del embrión ,feto que a su vez sometidos al peculiar periodo de lactancia ,relaciones con la madre , interacciones sociales con otros individuos de la especie etc.
En resumidas cuentas el ADN no contiene un programa univoco de instrucciones ,sino que es flexible y la expresión genética en cada individuo queda matizada por multitud de factores, quedando abierta; con la finalidad adaptiva clara.
Lo realmente novedoso de este experimento fue usar como célula portador del ADN (ácido desoxirribonucleico , base molecular de la herencia presente en los cromosomas ) a una célula adulta diferenciada ,es decir una célula ya programada para cumplir una función especifica dentro del cuerpo de una determinada especie. El procedimiento denominado REPROGRAMACIÓN DE LA EXPRESIÓN DEL GEN , consiste en el cultivo de varias células en probetas de laboratorio con el fin de inactivarlas e inducir a los genes a que estén aptos para recibir ordenes del óvulo y así comenzar a desarrollar un embrión de cordero.
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EL OBJETIVO DEL PROYECTO DOLLY
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El verdadero objetivo de los científicos del Instituto Roslin , Fue crear un tipo de leche mas completo con el que se pudiera mitigar la desnutrición y el hambre a nivel mundial. fue así que respaldados por la empresa PPL Therapeutics P.L.C. de Edimburgo, querían crear ovejas y vacas cuya leche tuviera proteínas humanas con propiedades farmacogicas y nutritivas. A comienzos de 1997 la PPL presento a Rosie una vaca TRANSGENICA cuya leche contenía alfa- lactalbúmina humana , proteína necesaria para la formación y el refuerzo de tejidos .
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La transgenesis o manipulación genética fue utilizada para obtener a Rosie , ya que cuando todavía era un simple embrión en probeta , a ella le colocaron el gen humano que fabricaba la proteína en sus células . como repetir esto en todas y cada una de las futuras “ROSY” iba ha requerir mucho trabajo, se opto por la idea formulada por Ian wilmut ,consistente en hacer una oveja transgenica y luego clonarla . fue así que en un primera fase de este experimento , crearon a Dolly ; luego en una etapa posterior , crearon a Polly la primera oveja transgenica clonada capaz de producir proteínas humanas . Polly fue presentada a la prensa en julio del 97.
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CLONACIÓN EN ANIMALES
La clonación, considerada en su dimensión biológica, en cuanto a reproducción artificial, se obtiene sin la aportación de los dos gametos (espermatozoides u óvulos): se trata, por tanto, de una reproducción asexual y ágama. La fecundación propiamente dicha es sustituida por la fusión bien de un núcleo tomado de una célula somática del individuo que se quiere clonar o de la célula somática misma, con un ovocito desnucleado, es decir, privado del genoma de origen materno. Dado que el núcleo de la célula somática contiene todo el patrimonio genético.
El individuo que se obtiene posee (salvo posibles alteraciones) la misma identidad genética del donante del núcleo. Esta correspondencia genética fundamental con el donante es la que convierte al nuevo individuo en replica somática, o copia del donante.
Intentos de clonación en animales
Desde el siglo pasado se sabe que es posible clonar plantas a partir de una única célula tomada de alguna de sus partes (tallo, hoja, raíz,...) Sin embargo, salvar la distancia entre la clonación de plantas y la de animales iba a llevar su tiempo. No fue hasta 1967 que J. Gurdon (ganador de un Premio Novel), destruyó con radiación ultravioleta el núcleo de huevos no fecundados de una especie de rana africana Xenopus lavéis, e inyectó en las ranas núcleos de células intestinales (células ya diferenciadas) de la misma especie de rana. Logró de este modo desarrollar embriones, los cuales, sin embargo, morían sin superar el estadio de renacuajos. Los resultados de Gurdon fueron considerados como una indicación de que las células de tejido adulto conservan el genoma completo, pero con alteraciones importantes.
Los primeros métodos de transferencia nuclear en mamíferos fueron desarrollados en ratones y presentaron inesperadas dificultades, aparentemente relacionadas con el ciclo celular, que es de importancia crucial en la determinación de la compatibilidad entre el núcleo donante y el ovocito receptor. En lo que se refiere a ovejas y vacas, dos trabajos fueron particularmente relaventes: durante la década de los ochenta. S. Willadsen, del Instituto de Fisiología Animal en Cambridge (USA) logró la producción de clones ovinos adultos fusionando células de un embrión temprano, que contenía de ocho a dieciséis células, con aproximadamente la mitad del citoplasma de un ovocito no fertilizado. Por su parte, el fisiólogo N. First, de la Universidad de Madison en Wisconsin (USA), tomando una célula de un embrión bovino de seis días de gestación, consiguió su fusión con el citoplasma de un ovocito anucleado por medio de una descarga eléctrica, obteniendo así clones de bovinos. El embrión resultante fue implantado en una vaca, del que nació un ternero natural. Si First hubiera repetido el experimento con las 32 células del embrión de 6 días hubiera obtenido 32 clones.
En 1993 J. Halt. Y R. Stilman, del Laboratorio de Fecundación In vitro de la Escuela de Medicina de la Universidad George Washington (USA), divulgaron datos relativos a experimentos de escisión gemelar (splitting) perfeccionando la técnica para el cual dividieron un embrión en varias partes antes de la implantación, lo que hubiese permitido aumentar las posibilidades de embarazo. Si el primer implante fallaba podía probarse con el segundo o tercero.
Sin embargo, la noticia dada por la revista Nature, en febrero de 1997, del nacimiento de la oveja Dolly llevado a cabo por los científicos escoceses J. Wilmut y sus colaboradores del Instituto Roslin de Edimburgo, ha sacudido la opinión pública internacional de modo excepcional y ha provocado declaraciones de instituciones, comités y de autoridades de todo el mundo.
Dolly el Instituto de Roslin
El pasado 27 de febrero de 1997, en el artículo: Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells, publicado en la revista ;Nature Nº 385:8101, los autores Wilmut, J. Schnieke, A., Mewhinr, J, Kind, A y Campbell K, miembros del Roslin Institute de Edimburgo de Pharmaceutical Proteins Ltd. (PPL), dieron a conocer los resultados de un experimento que logró demostrar que el material genético de las células de un tejido adulto conserva la capacidad de dar origen a un nuevo organismo.
Para conseguir la clonación de Dolly se cultivaron in vitro células de la glándula mamaria (la ubre) de una oveja adulta de raza Finn Dorset (cara blanca), que se encontraba en el último trimestre de preñez. Las células fueron posteriormente fusionadas mediante un shock eléctrico, con ovocitos (óvulos inmaduros) a los que previamente se les había extraído el núcleo (ovocitos anucleados), provenientes de una ovjea de raza Scottish Blackface (blanca con cara negra). Estos ovocitos, fertilizados de manera artificial, luego de ser activados con una suave descarga eléctrica, comenzaron a dividirse. Cuando los embriones llegaron a poseer entre ocho y dieciséis células (estadio de mórula), se implantaron en el útero de otras ovejas Scottish Blackface. Transcurridos 148 días nació un cordero de 6,6 kg. de peso.
Se creía que el ADN de las células somáticas de los animales superiores, al haber sufrido ya el impritting de la diferenciación, no podían en adelante recuperar su completa potencialidad original y, por consiguiente, la capacidad de guiar el desarrollo de un nuevo individuo.
La clave del éxito del Instituto de Roslin
Para obtener a Dolly; Wilmut y sus colaboradors introdujeron una novedad respecto de las experiencias anteriores como de S. Willadsen del Instituto Fisiología Animal. Tomaron las células de un embrión ovino de nueve días y en lugar de fusionarlas inmediatamente con los ovocitos receptores, las cultivaron in vitro para hacerlas proliferar. Posteriormente, se transplantaron núcleos de células detenidas en fase GO (reposo), permitiendo mayor sincronía entre los núcleos trasplantados y el citroplasma del ovocito anucleado.
Con el cambio de la metodología se superó uno de los inconvenientes de la clonación que era conseguir el método para hacer compatible el núcleo donador con el citoplasma de un ovocito receptor. Hasta entonces, los intentos en mamíferos con células embrionarias tardías fracasaban, porque sus núcleos estaban en fase S o en G2 (fases no diploides), lo que redundaba en anomalías cromosómicas.
D. Solter, uno de los investigadores del instituto Max Planck, dedicado a la inmunobiología, al comentar en Nature todavía en 1996, fue explicito: La clonación de mamíferos, a partir de células adultas, resultará considerablemente más difícil, perono debe ser considerada imposible: aclaró que el problema crucial que restaba resolver era el de la compatibilidad entre el citoplasma receptor y el núcleo donante, todavía poco comprendida. En este punto, parece radicar el éxito del reciente trabajo de Wilmut y sus colaboradores, esto es, en el hallazgo de un método que una vez efectuado el transplante e iniciado el desarrollo, haga compatibles al núcleo donante tomado de una célula somática de tejido adulto- con el citoplasma del ovocito receptor. Dicha compatibilidad dependería de la posibilidad de sincronizar las fases en las que se encuentren ambos antes de la fusión.
Es necesario recordar que, durante el ciclo vital de una célula (con sus dos estadios, la interfase y la división), la duplicación del ADN se lleva a cabo durante el periodo S (o sintético) de la interfase. El período que precede al S es el G1 y el que le sucede, G2. El ciclo de división celular sigue, entonces, los siguientes pasos: G1 (chequeo del ADN genómico), S (síntesis de ADN), G2 (preparación para la división celular), mitosis (división celular) y recomienza en G1.
La duración del ciclo es regulada por su detención en un punto específico de G1. En al caso, se dice que la célula se ha retirado del ciclo celular y que se encuentra en el estado GO. Al reanudar el crecimiento, la célula retoma el periodo G1, en el cual el contenido de ADN es diploide, es decir, tiene el número normal de cromosomas (dos copias de cada uno); en el resto de los períodos es mayor. En las experiencias previas realizadas con mamíferos, el núcleo tomado de un embrión temprano se encontraba, la mayoría de las veces, en las fases S o G2, en donde existen más de dos y hasta cuatro copias de cada cromosoma. En estos casos, al ser implantado el núcleo en un ovocito deternido en una fase sólo compatible con núcleos diploides, habría replicaciones adicionales, lo cual impediría el desarrollo normal del embrión. Wilmut y sus colaboradores lograron evitar esta asincronía reduciendo drásticamente la concentración de nutrientes del medio en el cual se hallaban en cultivo las células que aportarían sus núcleos, lo que inactiva sus ciclos de crecimiento y las detiene en la fase GO. Así se logró una mejor sincronía en los tiempos de replicación, una vez transplantados los núcleos e iniciado el desarrollo del embrión, finalmente pasado 148 días nació la primera oveja clónica.
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