¿Cómo se clonan los genes?

Los investigadores usan rutinariamente técnicas de clonación para producir copias de genes que quieren estudiar. El procedimiento consiste en insertar un gen de un organismo, a menudo denominado "ADN exógeno", en el material genético de un portador denominado vector. Algunos ejemplos de vectores incluyen bacterias, células de levadura, virus o plásmidos, que son pequeños círculos de ADN transportados por bacterias. Una vez que se ha insertado el gen, el vector se pone bajo condiciones de laboratorio que promueven su multiplicación, lo cual hace que el gen se copie muchas veces.

¿Qué clase de investigaciones de clonación se están realizando en el NHGRI?

La clonación génica es el tipo más común de clonación realizada por los investigadores en el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (National Human Genome Research Institute, NHGRI). Los investigadores del NHGRI no han clonado a ningún mamífero, y el NHGRI no clona a seres humanos.

¿Cuáles son los tipos de clonación artificial?

Hay tres tipos distintos de clonación artificial: clonación génica, clonación reproductiva y clonación terapéutica.

La clonación génica produce copias de genes o segmentos de ADN. La clonación reproductiva produce copias de animales enteros. La clonación terapéutica produce células madre embrionarias para experimentos dirigidos a crear tejidos para reemplazar tejidos lesionados o afectados.

La clonación génica, también conocida como clonación de ADN, es un proceso muy distinto de la clonación reproductiva y terapéutica. La clonación reproductiva y terapéutica comparten muchas de las mismas técnicas, pero se llevan a cabo para distintos fines.

¿Se encuentran alguna vez los clones en la naturaleza?

En la naturaleza, algunas plantas y organismos unicelulares, tales como las bacterias, producen descendientes genéticamente idénticos a través de un proceso llamado reproducción asexual. En la reproducción asexual, un nuevo individuo se genera de una copia de una sola célula del organismo progenitor.

Los clones naturales, también conocidos como gemelos idénticos, se presentan en los seres humanos y en otros mamíferos. Estos gemelos se producen cuando un óvulo fecundado se divide, creando dos o más embriones que llevan un ADN casi idéntico. Los gemelos idénticos tienen casi la misma composición genética el uno y el otro, pero son genéticamente distintos de cualquiera de los padres.

En que se distinguen

¿En que se distinguen?

las células madre embrionarias (Embrionic stem o EScells). Estas células derivan de la Masa celular interna del embrión en estadio de blastocisto (7-14 días), y son capaces de generar TODOS los diferentes tipos celulares del cuerpo, por ello se llaman células pluripotenciales. De estas células se derivaran, tras muchas divisiones celulares, el otro tipo de células, la células madre órgano-específicas. Estas células son multipotenciales, es decir, son capaces de originar las células de un órgano concreto en el embrión, y también, en el adulto.

Células madre adultas

En un individuo adulto hay tejidos en los que algunas de sus células se dividen activamente, pero en otros no. Entre los que se dividen están la médula ósea y la piel, en ellos encontramos células madre de la médula ósea y de la piel. Estas células se reproducen y generan células especializadas de sangre y de piel respectivamente. En otros tejidos se han encontrado también células madre especializadas, capaces de reproducirse y de generar tejidos especializados y sólo esos tejidos. Estas células madre especializadas son muy escasas y difíciles de aislar.

Donde las.conseguíamos

¿Donde las conseguimos?

Pueden encontrarse en una gran variedad de fuentes, incluyendo:

Médula ósea - Las células madre se pueden encontrar en la médula ósea del adulto. Aunque el proceso de obtenerlas es mínimamente invasivo, tampoco está libre de riesgos. La capacidad de recolectar estas células se determina a menudo por la edad y la salud del donante.

Placenta y Cordón umbilical - Este tipo de células madre se deriva del mesodermo durante el desarrollo embrionario y puede diferenciarse en células de esa capa germinal, es decir, músculo, cartílago, nervio y grasa.

Líquido amniótico - Similar a las células de la médula ósea, las células madre pueden ser cosechadas de una muestra de líquido amniótico durante el embarazo.

Dientes - Los dientes en desarrollo proporcionan una fuente de menor riesgo de células madre que pueden tener una variedad de usos médicos.

Sangre del cordón umbilical - Una de las fuentes más abundantes, accesibles y libres de controversia de las células madre es la sangre del cordón umbilical. Después del parto, el cordón umbilical normalmente es desechado por el personal médico, pero salvar la sangre del cordón umbilical es un proceso simple que los padres pueden solicitar.

¿Cuáles son algunos de los asuntos éticos relacionados con la clonación?

La clonación génica es una técnica cuidadosamente regulada que es aceptada en gran medida hoy en día y utilizada rutinariamente en muchos laboratorios en el mundo. No obstante, tanto la clonación reproductiva como terapéutica plantean cuestiones éticas importantes, especialmente en cuanto a su relación con el posible uso de estas técnicas en los seres humanos.

La clonación reproductiva presentaría la posibilidad de crear a un ser humano que sea genéticamente idéntico a otra persona que haya existido anteriormente o que todavía exista. Esto pudiera estar en conflicto con antiguos valores sociales y religiosos acerca de la dignidad humana, infringiendo posiblemente en los principios de libertad, identidad y autonomía individual. Sin embargo, algunas personas argumentan que la clonación reproductiva podría ayudar a parejas estériles a lograr su sueño de convertirse en padres. Otras personas consideran la clonación humana como una manera de evitar el pasar un gen nocivo hereditario en una familia sin tener que hacer pruebas de detección o selección embrionaria.

La clonación terapéutica, si bien ofrece la posibilidad de tratar a seres humanos que padecen de una enfermedad o lesión, requeriría la destrucción de embriones humanos en el tubo de ensayo. Por consiguiente, sus oponentes argumentan que el uso de esta técnica para obtener células madre embrionarias está mal, independientemente de si estas células se usan o no para el beneficio de personas enfermas o lesionadas.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones de la clonación terapéutica?

Los investigadores tienen la esperanza de utilizar células madre embrionarias, que tienen la capacidad única de generar prácticamente todos los tipos de células en un organismo, para desarrollar tejidos sanos en el laboratorio que puedan usarse para reemplazar tejidos lesionados o afectados. Además, podría ser posible aprender más acerca de las causas moleculares de las enfermedades al estudiar las estirpes de células madre embrionarias de los embriones donados derivados de las células de animales o seres humanos con distintas enfermedades. Por último, los tejidos diferenciados derivados de las células madre embrionarias, son excelentes herramientas para evaluar nuevos medicamentos terapéuticos

Tipos de células

¿Cuantos tiempos de células hay ?

1. Células Madre Totipotentes (u Omnipotentes)

Estas células madre son las más poderosas que existen. Pueden diferenciarse en tejidos embrionarios, así como extra-embrionarios, tales como el corión, el saco vitelino, el amnios y el alantoides. En los seres humanos y otros animales placentarios, estos tejidos forman la placenta.

La característica más importante de una célula totipotente es que esta puede generar un organismo vivo completamente funcional. 

2.  Células Madre Pluripotentes

El siguiente tipo de célula madre más potente es la célula madre pluripotente. La importancia de este tipo de célula es que puede auto-renovarse y diferenciarse en cualquiera de las tres capas germinales, que son: el ectodermo, el endodermo y el mesodermo. Estas tres capas germinales se diferencian posteriormente para formar todos los tejidos y órganos dentro de un ser humano.

Existen varios tipos conocidos de células madre pluripotentes.

3.  Células Madre Multipotentes

Las células madre multipotentes son un tipo de células madre de rango medio, ya que pueden auto-renovarse y diferenciarse en un rango específico de tipos de células.

4.  Células Madre Oligopotentes

El siguiente tipo de células madre, células madre oligopotentes, son similares a la categoría anterior (células madre multipotentes), pero son más restringidas en cuanto a su capacidad de diferenciación

5.  Células Madre Unipotentes

Finalmente, tenemos las células madre unipotentes, que es el tipo menos potente y más limitado de células madre.

¿Que es la clonación?

El término clonación describe una variedad de procesos que pueden usarse para producir copias genéticamente idénticas. El material copiado, que tiene la misma composición genética que el original, se conoce como clon.

Los investigadores han clonado vario materiales biológicos, entre ellos genes, células, tejidos e incluso organismos enteros, tales como una oveja.

También describe los procesos utilizados para crear una réplica genética exacta de otra célula, tejido u organismo. El material copiado, que tiene la misma constitución genética que el original, se denomina clon. El clon más famoso fue una oveja escocesa llamada Dolly.

Existen tres tipos distintos de clonación:

• La clonación genética, que crea copias de genes o segmentos de ADN
• Clonación reproductiva, que crea copias de animales completos
• Clonación terapéutica, que crea células madre embrionarias. Los investigadores esperan poder utilizar estas células para hacer crecer tejido sano que sustituya los tejidos lesionados o enfermos en el cuerpo humano.

Porque el interes en las células

¿Porque estamos interesados en las células?

Para aumentar los conocimientos sobre cómo se producen las enfermedades

Generar células sanas para reemplazar células enfermas 

Las personas que podrían beneficiarse de las terapias con células madre son, entre otras, aquellas que tienen lesiones en la médula espinal, diabetes tipo 1, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular, quemaduras, cáncer y artrosis.

¿Cuáles son las posibles desventajas de la clonación terapéutica?

Muchos investigadores piensan que vale la pena explorar el uso de las células madre embrionarias como un camino para tratar las enfermedades humanas. No obstante, a algunos expertos les preocupan las impresionantes similitudes entre las células madre y las células cancerosas. Ambos tipos de células tienen la capacidad de proliferarse indefinidamente, y algunos estudios muestran que después de 60 ciclos de división celular, las células madre pueden acumular mutaciones que pudieran terminar en cáncer. Por lo tanto, la relación entre las células madre y las células cancerosas necesita entenderse más claramente si las células madre han de usarse para tratar enfermedades humanas.

Que son las células madres

¿Que son las células madres?

Estas células madre se encuentran en pequeñas cantidades en la mayoría de los tejidos de las personas adultas, como la médula ósea o la grasa. En comparación con las células madreembrionarias, las células madreadultas tienen una capacidad más limitada de dar origen a diversascélulas del organismo.Las células madre son la materia prima del cuerpo; son las células a partir de las cuales se generan todas las otras células con funciones especializadas. En las condiciones adecuadas dentro del cuerpo o en el laboratorio, las células madre se dividen para formar más células, llamadas células hijas.

¿Que es la clonación terapéutica ?

La clonación terapéutica consiste en crear un embrión clonado para el único propósito de producir células madre embrionarias con el mismo ADN que la célula donante. Estas células madre pueden usarse en experimentos realizados con el objetivo de entender enfermedades y desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades. A la fecha, no hay pruebas de que embriones humanos hayan sido producidos para clonación terapéutica.
La fuente más rica de células madre embrionarias es el tejido formado durante los primeros cinco días después de que el óvulo ha comenzado a dividirse. En esta etapa del desarrollo, conocida como blastocisto, el embrión consiste en un grupo de aproximadamente 100 células que pueden convertirse en cualquier tipo de célula. Las células madre son extraídas de los embriones clonados en esta etapa del desarrollo, lo cual resulta en la destrucción del embrión mientras todavía se encuentra en el tubo de ensayo.
Un ejemplo de esto 

¿Cuáles son las posibles desventajas de la clonación de animales?

La clonación reproductiva es una técnica muy ineficiente, y la mayoría de los embriones animales clonados no pueden desarrollarse para convertirse en individuos sanos. Por ejemplo, Dolly fue el único clon que nació vivo de un total de 277 embriones clonados. Esta eficiencia muy baja, junto con preocupaciones de seguridad, presenta un grave obstáculo a la aplicación de la clonación reproductiva.
Los investigadores han observado algunos efectos adversos para la salud en las ovejas y otros mamíferos que han sido clonados. Éstos incluyen un aumento en el tamaño al nacer y una variedad de defectos en los órganos vitales, tales como el hígado, el cerebro y el corazón. Otras consecuencias incluyen envejecimiento prematuro y problemas con el sistema inmunitario. Otro posible problema se centra en la edad relativa de los cromosomas de las células clonadas. A medida que las células pasan por sus ciclos de división normales, las puntas de los cromosomas, llamadas telómeros, se encogen. Al paso del tiempo, los telómeros se encogen tanto que la célula ya no puede dividirse más y, por consiguiente, la célula muere. Esto es parte del proceso de envejecimiento natural que parece suceder en todos los tipos de células. Por consiguiente, los clones creados de una célula tomada de un adulto pudieran tener cromosomas que ya están más cortos de lo normal, lo cual pudiera sentenciar a las células de los clones a tener una duración de vida más corta. De hecho, Dolly, que fue clonada de la célula de una oveja de seis años de edad, tenía cromosomas que eran más cortos que los de otras ovejas de su edad. Dolly murió cuando tenía seis años de edad, aproximadamente a la mitad de los 12 años de la duración de vida promedio de una oveja.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones de los animales clonados?

La clonación reproductiva pudiera hacer posible que los investigadores hagan copias de animales con posibles beneficios para los campos de la medicina y la agricultura.

Por ejemplo, los mismos investigadores escoceses que clonaron a Dolly han clonado otras ovejas que han sido modificadas genéticamente para producir leche que contiene una proteína humana esencial para la coagulación sanguínea. La esperanza es que algún día esta proteína pueda ser purificada de la leche y ser dada a seres humanos cuya sangre no coagule correctamente. Otro posible uso de los animales clonados es para evaluar nuevos medicamentos y estrategias de tratamiento. La gran ventaja del uso de animales clonados para evaluar medicamentos es que son todos genéticamente idénticos, lo cual significa que sus respuestas a los medicamentos deberían ser uniformes en vez de variables, tal como se ve en los animales con distintas composiciones genéticas.

Después de consultar a muchos científicos independientes y expertos en clonación, la Administración de Alimentos y Medicamentos (Food and Drug Administration, FDA) de EE.UU. decidió en enero de 2008 que la carne y la leche de animales clonados, tales como el ganado vacuno, cerdos y cabras, son tan seguras como aquellas que provienen de animales no clonados. Esta medida tomada por la FDA significa que los investigadores tienen ahora libertad para usar métodos de clonación para crear copias de animales con características agrícolas deseables, tales como una alta producción de leche o carne magra. No obstante, debido a que la clonación todavía es muy cara, tomará probablemente muchos años antes de que los productos alimentarios de los animales clonados se encuentren de hecho en los supermercados.

Otra aplicación es crear clones para producir poblaciones de especies animales en peligro de extinción o posiblemente incluso ya extintas. En el 2001, investigadores produjeron el primer clon de una especie en peligro de extinción: un tipo de buey asiático conocido como guar. Lamentablemente, la cría de guar, que se había desarrollado en el interior de una madre sustituta vaca, murió tan sólo unos pocos días después de su nacimiento. En el 2003, otro tipo de buey en peligro de extinción, conocido como banteg, fue clonado exitosamente. Poco tiempo después, tres gatos salvajes africanos fueron clonados utilizando embriones congelados como una fuente de ADN. Aunque algunos expertos piensan que la clonación puede salvar a muchas especies que de otra manera desaparecerían, otros argumentan que la clonación produce una población de individuos genéticamente idénticos que carecen de la variabilidad genética necesaria para la supervivencia de las especies.

Algunas personas también han expresado interés en que se clone a sus mascotas difuntas con la esperanza de obtener a un animal similar para reemplazar al muerto. Pero, tal como se demostró con la gata clonada Cc, es posible que un clon no resulte exactamente como la mascota original cuyo ADN fue utilizado para crear el clon.

¿Se ven siempre idénticos los animales clonados?

No. Los clones no siempre se ven idénticos. Aunque los clones comparten el mismo material genético, el medio ambiente también desempeña un papel importante en la expresión del organismo final.

Por ejemplo, el primer gato que fue clonado, de nombre Cc, es una gata tricolor que se ve muy distinta de su madre. La explicación de la diferencia es que el color y el patrón del pelaje de los gatos no puede atribuirse exclusivamente a los genes. Un fenómeno biológico que incluye la desactivación del cromosoma X (véase cromosoma sexual) en cada célula de la gata (que tiene dos cromosomas X) determina qué genes del color del pelaje se desactivan y cuáles se activan. La distribución de la desactivación del cromosoma X, que parece ocurrir al azar, determina la apariencia del pelaje del gato.
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¿Se han clonado seres humanos?

A pesar de varias afirmaciones de gran divulgación, la clonación de seres humanos todavía parece ser ficción. Actualmente no hay pruebas científicas sólidas de que alguien haya clonado embriones humanos.

En 1998, científicos en Corea del Sur afirmaron haber clonado exitosamente un embrión humano, pero dijeron que el experimento había sido interrumpido en una de las etapas iniciales cuando el clon era tan sólo un grupo de cuatro células. En el 2002, Clonaid, parte de un grupo religioso que cree que los seres humanos fueron creados por extraterrestres, dio una rueda de prensa para anunciar el nacimiento de lo que afirmaban ser el primer ser humano clonado, una niña llamada Eva. No obstante, a pesar de reiteradas solicitudes por parte de la comunidad de investigación y los medios de comunicación, Clonaid nunca presentó ninguna prueba para confirmar la existencia de este clon ni de los otros 12 clones humanos que supuestamente creó.

En el 2004, un grupo dirigido por Woo-Suk Hwang de la Seoul National University en Corea del Sur publicó un artículo en la revista Science en el que afirmaba haber creado un embrión humano clonado en un tubo de ensayo. Sin embargo, posteriormente, un comité científico independiente no encontró ninguna prueba para respaldar dicha afirmación y, en enero de 2006, la revista Science anunció que el artículo de Hwang había sido retractado.

Desde una perspectiva técnica, la clonación de seres humanos y otros primates es más difícil que la de otros mamíferos. Otro motivo es que las dos proteínas esenciales para la división celular, conocidas como proteínas fusiformes, están ubicadas muy próximas a los cromosomas en los óvulos primates. Por consecuencia, la extracción del núcleo del óvulo para hacer espacio para el núcleo del donante también elimina las proteínas fusiformes, interfiriendo así con la división celular. En otros mamíferos, tales como gatos, conejos y ratones, las dos proteínas fusiformes están extendidas por todo el óvulo. Por lo tanto, la extracción del núcleo del óvulo no resulta en la pérdida de las proteínas fusiformes. Además, algunos tintes y la luz ultravioleta utilizados para sacar el núcleo del óvulo pueden dañar a la célula primate e impedir su desarrollo.

¿Qué animales han sido clonados?

En los últimos 50 años, los científicos han realizado experimentos de clonación en una gran variedad de animales usando una diversidad de técnicas. En 1979, los investigadores produjeron los primeros ratones genéticamente idénticos al dividir embriones murinos en el tubo de ensayo y luego al implantar los embriones resultantes en los vientres de ratonas adultas. Poco tiempo después, los investigadores produjeron las primeras vacas, ovejas y pollos genéticamente idénticos al transferir el núcleo de una célula tomada de un embrión en las primeras etapas a un óvulo al que se le había quitado su núcleo.

Sin embargo, no fue sino hasta 1996, que los investigadores tuvieron éxito en clonar al primer mamífero de una célula (somática) madura tomada de un animal adulto. Después de 276 intentos, investigadores escoceses finalmente produjeron a Dolly, el cordero de una célula de la ubre de una oveja de seis años. Dos años después, investigadores en Japón clonaron a ocho terneros de una sola vaca, pero sólo sobrevivieron cuatro.

Además de ganado vacuno y ovejas, otros mamíferos que han sido clonados de células somáticas incluyen: gato, venado, perro, caballo, mula, buey, conejo y rata. Además, se ha clonado un macaco de la India mediante la división de un embrión.

¿Cómo se clonan los animales?

En la clonación reproductiva, los investigadores extraen una célula somática madura, tal como una célula de la piel, de un animal que se desee copiar. Luego, transfieren el ADN de la célula somática del animal donante a un óvulo, u ovocito, al que se le ha extraído su propio núcleo que contiene ADN.
Los investigadores pueden incorporar el ADN de la célula somática al óvulo vacío de dos maneras distintas. En el primer método, extraen el núcleo que contiene el ADN de la célula somática con una aguja y lo inyectan en un óvulo vacío. En el segundo método, usan una corriente eléctrica para unir la célula somática entera al óvulo vacío.
En ambos procesos, se deja que el óvulo se desarrolle para convertirse en un embrión en las primeras etapas en el tubo de ensayo, y luego se implanta en el vientre de un animal hembra adulta.
Al final, la hembra adulta da a luz a un animal que tiene la misma composición genética que el animal que donó la célula somática. A esta cría se le conoce como clon. La clonación reproductiva podría requerir el uso de una madre sustituta para hacer posible el desarrollo del embrión clonado, tal como fue el caso del más famoso organismo clonado, la oveja Dolly.