Clonación: qué es, tipos, procesos y ejemplos (Dolly, ADN)
Un clon es cualquier célula o individuo que es idéntico a otro.
En biología, la clonación es el proceso de producir uno o más individuos genéticamente idénticos. En el caso de los individuos enteros, suele significar la producción deliberada de una copia idéntica. Esto se logró por primera vez en mamíferos con la famosa oveja Dolly. Los gemelos idénticos humanos son clones naturales. También lo son los descendientes de la reproducción asexual y cualquier reproducción partenogenética que no implique meiosis.
La clonación es natural en algunos animales, pero es rara en los mamíferos. Una excepción es el armadillo de nueve bandas, que normalmente da a luz a cuatrillizos idénticos.
En genética y biología celular, la clonación se refiere especialmente a la secuencia del ADN, y por implicación a todas las demás macromoléculas.
Los clones en las líneas celulares se producen, pero hay algunas salvedades obvias. Los cambios en el ADN de cualquier forma significan que las células hijas no son idénticas a las células madre. Normalmente, durante el desarrollo, los genes se activan y desactivan, y las células hijas se diferencian gradualmente en células de tejidos maduros. Éstas no son idénticas a las células madre originales, por lo que son clones sólo en el sentido de que derivan de la misma célula madre.
La copia en laboratorio de una molécula para producir copias exactas también se llama clonación.
Tipos de clonación
- Clonación reproductiva: pretende crear un organismo completo genéticamente idéntico a otro. Ejemplos famosos incluyen la oveja Dolly.
- Clonación terapéutica: busca producir células madre embrionarias con la misma dotación genética que un paciente, para estudiar enfermedades o generar tejidos para trasplante, sin crear un individuo completo.
- Clonación molecular o genética: consiste en copiar fragmentos de ADN (genes o secuencias) para su estudio o uso biotecnológico, generalmente mediante vectores (plásmidos) y técnicas de biología molecular.
- Clonación celular: obtención de líneas celulares a partir de una sola célula progenitora para cultivo y experimentación.
- Clonación natural: procesos como la reproducción asexual, la partenogénesis o la formación de gemelos idénticos.
Principales procesos y técnicas
Dependiendo del tipo de clonación se utilizan métodos distintos. Entre los más representativos están:
- Transferencia nuclear de células somáticas (SCNT): técnica utilizada para la clonación reproductiva de mamíferos (ej. Dolly). Los pasos básicos son:
- Obtención de un óvulo y extracción de su núcleo.
- Inserción del núcleo de una célula somática adulta en ese óvulo enucleado.
- Estimulación del óvulo reconstruido para que comience a dividirse y forme un embrión.
- Transferencia del embrión al útero de una madre sustituta para que complete el desarrollo.
- División embrionaria: imita la división natural que produce gemelos; consiste en dividir un embrión temprano en varias partes que se desarrollan por separado.
- Clonación molecular: uso de enzimas de restricción, ligasas y vectores (plásmidos, bacteriófagos) para insertar fragmentos de ADN en organismos hospedadores (como bacterias) y producir múltiples copias idénticas del fragmento genético. También se usan técnicas modernas como PCR y ensamblaje de ADN sintético.
- Clonación celular in vitro: aislamiento y expansión de células únicas en cultivo para formar una línea clonal.
Ejemplos y casos representativos
- Dolly la oveja: primer mamífero clonado a partir de una célula somática adulta (anunciado en 1996). Demostró que la reprogramación nuclear puede devolver una célula diferenciada al estado embrionario.
- Gemelos idénticos: ejemplo natural de clonación humana intraútero.
- Plantas y microbios: muchas plantas se reproducen por esquejes o acodos, produciendo clones; las bacterias que se reproducen por fisión binaria generan poblaciones clonales.
- Armadillo de nueve bandas: caso natural de mamífero que produce múltiples crías genéticamente idénticas en una camada.
- Líneas celulares y clones genéticos en investigación: células madre, líneas tumorales y clones bacterianos utilizados en investigación y producción biotecnológica.
Aplicaciones
- Medicina: investigación de enfermedades genéticas, modelado de patologías, generación de tejidos y potenciales terapias celulares mediante clonación terapéutica.
- Agricultura y ganadería: reproducción de animales con características deseables, preservación de líneas valiosas, producción de cultivos homogéneos.
- Conservación: posibilidad de revivir o apoyar poblaciones de especies en peligro mediante reproducción asistida y clonación (aunque con límites prácticos y éticos).
- Biotecnología: producción de proteínas recombinantes, vacunas y ensayos genéticos mediante clonación molecular.
Riesgos, limitaciones y consideraciones biológicas
- La clonación no garantiza una copia perfecta en todos los niveles: existen variaciones epigenéticas, mutaciones somáticas y diferencias en la expresión génica que afectan al fenotipo.
- Altas tasas de fallo y anomalías: en animales clonados han observado problemas de desarrollo, mortalidad neonatal y complicaciones fisiológicas.
- Telómeros y envejecimiento: en algunos casos los telómeros (extremos cromosómicos) y otros marcadores de envejecimiento pueden influir en la salud del clon.
- Límites técnicos: la eficiencia de técnicas como la SCNT es baja y requiere optimización específica por especie.
Aspectos éticos y legales
La clonación plantea importantes dilemas éticos: identidad y derechos del clon, bienestar animal, posible comercialización de seres vivos, y riesgos sociales. Por estas razones, muchos países prohíben la clonación reproductiva humana y regulan estrictamente la clonación terapéutica y la investigación con embriones. Las políticas varían según la jurisdicción y evolucionan con los avances científicos.
Conclusión
La clonación es un concepto amplio que abarca desde procesos naturales (como los gemelos idénticos) hasta técnicas complejas de laboratorio que permiten copiar ADN, células o incluso organismos enteros. Tiene aplicaciones valiosas en medicina, agricultura y biotecnología, pero también limitaciones biológicas y desafíos éticos y legales importantes. La investigación continúa mejorando las técnicas y clarificando sus posibles usos responsables.
No es tan idéntico
Aunque los clones empiezan siendo idénticos, puede que no sigan siéndolo. Los gemelos idénticos siempre tienen fenotipos ligeramente diferentes.
Aunque los gemelos monocigóticos son genéticamente casi idénticos, un estudio realizado en 2012 sobre 92 pares de gemelos monocigóticos descubrió que estos adquieren varios cientos de diferencias genéticas al principio del desarrollo fetal. Esto se debe a las mutaciones (o errores de copia) que tienen lugar en el ADN de cada gemelo tras la división del embrión. Se calcula que, por término medio, un conjunto de gemelos monocigóticos tendrá unas 360 diferencias genéticas que se produjeron al principio del desarrollo fetal. Sin embargo, estos cambios pueden tener poco efecto práctico. En la práctica, los gemelos idénticos se ven y actúan de forma muy similar.
Otra causa de diferencia entre gemelos monocigóticos es la modificación epigenética. Éstas son causadas por las diferentes influencias ambientales a lo largo de sus vidas, que afectan a los genes que se activan o desactivan. Un estudio de 80 pares de gemelos monocigóticos con edades comprendidas entre los tres y los 74 años demostró que los gemelos más jóvenes tienen relativamente pocas diferencias epigenéticas. El número de diferencias epigenéticas aumenta con la edad. Los gemelos de 50 años tenían más de tres veces la diferencia epigenética de los gemelos de tres años. Los gemelos que han pasado su vida separados (como los adoptados por dos parejas distintas al nacer) son los que presentan mayores diferencias. Sin embargo, ciertas características se vuelven más parecidas a medida que los gemelos envejecen, como el coeficiente intelectual y la personalidad. Este fenómeno ilustra la influencia de la genética en muchos aspectos de las características y el comportamiento humanos.
Especies clonadas
- Carpa: (1963) En China, el embriólogo Tong Dizhou produjo el primer pez clonado del mundo insertando el ADN de una célula de una carpa macho en un huevo de una carpa hembra. Publicó los resultados en una revista científica china.
- Ratones: (1986) Un ratón fue el primer mamífero clonado con éxito a partir de una célula embrionaria temprana. Los científicos soviéticos Chaylakhyan, Veprencev, Sviridova y Nikitin clonaron el ratón "Masha". La investigación se publicó en la revista "Biofizika" volumen ХХII, número 5 de 1987.
- Oveja: (1996) A partir de células embrionarias tempranas por Steen Willadsen. Megan y Morag[19] clonadas a partir de células embrionarias diferenciadas en junio de 1995 y la oveja Dolly a partir de una célula somática en 1997.
- Mono: (2000) Tetra, de la división del embrión.
- Gaur: (2001) fue la primera especie en peligro de extinción clonada.
- Ganado: Machos Alfa y Beta 2001 y 2005, Brasil.
- Gato: CopyCat "CC" (hembra, finales de 2001), Little Nicky, 2004, fue el primer gato clonado por motivos comerciales.
- Perro: (2005) Snuppy, un sabueso afgano macho fue el primer perro clonado.
- Rata: (2003) Ralph, la primera rata clonada.
- Mula: (2003) Idaho Gem, una mula john, fue el primer clon de la familia de los caballos.
- Caballo: (2003) Prometea, una hembra Haflinger, fue el primer caballo clonado.
- Búfalo de agua: (2009) Samrupa fue el primer búfalo de agua clonado. Nació en el Instituto Nacional de Investigación Diaria de Karnal, en la India, pero murió cinco días después por una infección pulmonar.
- Camello: (2009) El primer camello clonado.
- Macaco come-cangrejos: (2018) Es la primera vez que los científicos clonan algún simio o mono utilizando células de un donante mayor que un embrión.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la clonación?
R: La clonación es el proceso de producción de uno o más individuos genéticamente idénticos. Puede referirse a la producción deliberada de una copia idéntica, como en el caso de la oveja Dolly, o puede referirse a clones naturales como los gemelos idénticos humanos o la descendencia de la reproducción asexual.
P: ¿Cómo funciona la clonación en genética y biología celular?
R: En genética y biología celular, la clonación se refiere especialmente a la secuencia de ADN y, por implicación, a todas las demás macromoléculas. Cualquier cambio en el ADN significa que las células hijas no son idénticas a las células madre. Normalmente, durante el desarrollo se activan y desactivan genes que hacen que las células hijas se diferencien en células de tejidos maduros que no son idénticas a las células madre originales.
P: ¿Es común la clonación entre los mamíferos?
R: La clonación es natural en algunos animales pero es poco frecuente en los mamíferos. Una excepción es el armadillo de nueve bandas que normalmente da a luz a cuatrillizos idénticos.
P: ¿Existen técnicas de laboratorio para clonar moléculas?
R: Sí, la copia en laboratorio de una molécula para producir copias exactas también se denomina clonación.
P: ¿Son todos los clones réplicas exactas unos de otros?
R: No, los cambios realizados en el ADN hacen que las células hijas no siempre sean réplicas exactas de su célula madre, aunque deriven de ella originalmente. Durante el desarrollo se activan y desactivan genes que provocan la diferenciación entre las células hijas y las células madre originales, por lo que puede que ya no sean réplicas exactas unas de otras.
P: ¿Es la oveja Dolly un ejemplo de clonación?
R: Sí, Dolly fue clonada famosamente utilizando una técnica llamada transferencia nuclear de células somáticas (TNCS). Fue uno de los primeros ejemplos de clonación de mamíferos logrados con éxito en la historia.
