Tipos de clonación: Notas sobre los tipos de clonación

Lea este artículo para conocer los diversos tipos de clonación: clonación de células, clonación de genes, clonación de microbios, clonación de plantas y clonación de animales.

La clonación es la producción de estructuras vivas genéticamente idénticas a su estructura original. Las variaciones genéticas están ausentes. La clonación ocurre naturalmente en microbios que se reproducen asexualmente y plantas que se multiplican vegetativamente. Los animales inferiores que se reproducen en forma sexual como Amoeba proteus también producen clones.

Cortesía de la imagen: sh.educonv.com/pars_docs/refs/61/60983/img4.jpg

Los gemelos idénticos monocigóticos también son clones, ya que están formados por la división de los 2 o más embriones celulares en dos partes iguales. Ambos tienen las mismas características genéticas. Clon es, por lo tanto, una copia exacta en carbono o copias de un solo padre vivo. La clonación artificial se ha logrado en animales superiores. Sheep Dolly es un clon de su madre. La clonación es de varios tipos: clonación de células, clonación de genes, clonación de microbios, clonación de plantas y clonación de animales.

Clonación Celular:

La clonación celular es la formación de múltiples copias de la misma célula. Las células de un clon son idénticas genéticamente, morfológicamente y fisiológicamente. Se requiere la clonación celular cuando:

(i) Multiplicación de células que tienen ADNr (ADN recombinante) y obtener el producto requerido como enzima, hormona, anticuerpo, etc. en buena cantidad, por ejemplo, insulina, anticuerpos monoclonales.

(ii) Se realizará un análisis bioquímico,

(iii) Estudio del efecto de diferentes factores sobre la estructura y el funcionamiento de células idénticas,

(iv) Estudio del proceso de diferenciación.

(v) Mantenimiento de líneas puras en organismos unicelulares.

(vi) Mantenimiento de rDNA y cDNA en bibliotecas de genes.

La totipotencia es la capacidad de una célula para convertirse en un organismo completo. Está presente en la mayoría de las células vegetales. Por el contrario, la pluriopotencia es la capacidad de una célula para desarrollar el tipo de célula Ot en el cuerpo del animal, por ejemplo, las células renales o las células del corazón o las células nerviosas. Por lo general, todas las plantas son totipotentes, pero en animales solo el huevo fertilizado (cigoto) y las células madre en el blastocisto embrionario son totipotentes. Sin embargo, se han desarrollado técnicas para cultivar células animales.

Un tejido animal de pequeño tamaño se toma en nutrientes líquidos. Se le añaden proteinasas y agentes de unión al calcio. La cultura se agita mecánicamente. Se separa las células. El tejido de la planta se puede tomar de manera similar en medio nutritivo líquido y agitar mecánicamente cuando las células se separan. Las células separadas también tienen la tendencia a dividirse. Con la ayuda de la micropipeta, se agregan células individuales a los medios de cultivo frescos para la multiplicación y formación de clones celulares.

Clonación de genes:

La clonación de genes es la formación de múltiples copias del mismo gen. El ADN se extrae de un organismo rompiendo sus células, separando los núcleos y rompiendo la envoltura nuclear. El ADN separado se somete a endonucleasas. Los fragmentos de ADN se pasan por electroforesis.

El gen seleccionado se separa. Puede multiplicarse directamente por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) con la ayuda de la polimerasa Taq. Alternativamente, se puede hacer que el gen se combine con el plásmido y otro ADN pasajero para formar ADN recombinante. Este último se inserta en un host donde el gen puede multiplicarse junto con la multiplicación de host.

Aplicaciones de la clonación de genes:

(i) Utilidad médica:

Las bacterias se pueden utilizar como fábricas vivas para sintetizar insulina, hormona del crecimiento, interferón, vitaminas y anticuerpos introduciendo en ellos los genes que codifican estas sustancias junto con los plásmidos.

(ii) Utilidad agrícola:

Los genes que fijan el nitrógeno de las bacterias pueden transferirse a cultivos importantes para aumentar la producción de alimentos sin utilizar fertilizantes costosos.

(iii) Genes defectuosos en los fetos:

La tecnología de ADN recombinante es útil para conocer genes defectuosos en los fetos. Algunos de estos genes también pueden ser reparados.

(iv) Biblioteca de genes:

Los diversos clones que representan todos los genes de un organismo se denominan genoteca de ese organismo. De la biblioteca de genes, se puede identificar un clon que tiene un gen específico y este gen se puede multiplicar haciendo crecer el clon relevante en un cultivo para estudio. La secuencia de bases en este gen se puede encontrar.

A partir de la secuencia de bases, la secuencia de aminoácidos en un polipéptido se puede elaborar sobre la base del código de triplete.

Clonación microbiana:

Los microbios se multiplican asexualmente. Producen clones. La clonación forma millones de copias del mismo microbio. Por lo tanto, una vez que se ha creado la cepa deseada, el microbio se multiplica y se usa comercialmente. Tradicionalmente, se han utilizado comercialmente para producir varios productos importantes como yogur, queso, vinagre, ácido láctico, vitaminas, antibióticos y bebidas alcohólicas. Se están mejorando constantemente a través de mutaciones para un mejor rendimiento. Se han introducido varios genes en los microbios para obtener productos bioquímicos, productos químicos industriales y otras funciones terapéuticamente importantes.

Aplicaciones de los microbios genéticamente modificados:

Clonación De Plantas:

Se realiza a través de la propagación vegetativa y el cultivo de tejidos. La clonación de plantas es útil para la rápida multiplicación de plantas genéticamente modificadas, agronómicamente importantes y raras. Las plantas importantes se modifican genéticamente primero a través de mutaciones, hibridación o manipulación genética para la incorporación de características tales como resistencia a enfermedades, resistencia a la sequía, tolerancia a herbicidas, alto rendimiento, maduración temprana, productos alimenticios (por ejemplo, GMF como arroz rico en vitamina A, pulso rico en lisina ), etc. La clonación rápida se realiza a través del cultivo de tejidos.

Las áreas meristemáticas presentes en los ápices de raíz y tiro son las preferidas para un rápido crecimiento. Se desinfectan, se lavan, se seccionan y se colocan sobre medio de cultivo. Las células están separadas. Cada célula forma un callo que puede ser subcultivado. El callo se trata con hormonas para provocar la organogénesis y formar plántulas y luego plantas.

Clonación de animales:

La formación de uno o más animales genéticamente idénticos de un solo animal parental se llama clonación animal. La brotación en Hydra produce clones. Los gemelos monocigóticos (gemelos idénticos) también son clones el uno del otro. Se desarrollan a partir de un cigoto mediante la división del embrión temprano. Dasypus novemcinctus (Armadillo) siempre produce un clon de 4-8 jóvenes idénticos del mismo sexo formado a partir de un solo cigoto.

El experimento de Gurdon:

Los primeros experimentos exitosos en clonación animal fueron realizados por Gurdon (1962). Tomó células epiteliales intestinales o renacuajos. Separó el núcleo de la célula epitelial. El núcleo se insertó en el núcleo libre de huevo no fertilizado de Xenopus laevis (sapo). El huevo experimentó un desarrollo normal y produjo un sapo. Fue un clon de ese sapo que donó su núcleo.

El primer mamífero clonado del mundo (Fig. 6.46 y 6.47):

Wilmut y sus colegas (1997), en el Instituto Roslin en Edimburgo (Escocia), produjeron el primer mamífero clonado y una oveja del mundo, llamada Dolly. Fue un gran desarrollo en la clonación animal. Tomaron células de la ubre de una oveja de seis años. Se sacó el huevo no fertilizado de otra oveja adulta.

El huevo fue denucleado. El núcleo no divisor de una célula de la ubre se extrajo e insertó en el huevo desnucleado. En medio nutriente el huevo comenzó a sufrir escisión. El embrión joven se implantó en el útero (matriz) de una tercera oveja. La madre sustituta dio a luz a un cordero sano normal, Dolly, el 13 de febrero de 1997. Posteriormente, varios experimentos de clonación se realizaron con éxito.

Clon de Asia Gaur:

Científicos de Massachusetts (EE. UU.) Han clonado recientemente una especie en peligro de extinción, el gaur asiático (Bos gaurus), un mamífero jorobado y con cuernos. Se clonó a partir de una única célula de piel tomada de un gaur asiático muerto. La célula de la piel se fusionó con un huevo de vaca cuyo gen se eliminó. La célula fusionada se transfirió al útero (matriz) de otra vaca. Nació el ternero gaur. El gaur asiático es la primera especie en peligro de ser clonada y también el primer animal clonado en gestarse en el útero de otra especie.

Clonación de Ganado:

Los científicos de Japón han clonado el ganado de una manera diferente. Han logrado crecer hasta ocho terneros idénticos de una célula fertilizada de su madre (Fig. 6.48). Cuando la vaca madre se ha apareado con el toro, ella ha fertilizado un huevo (cigoto) en su vientre. Esta celda se divide en dos y luego en cuatro y luego en ocho.

Este embrión es removido de la matriz. Las células embrionarias se separan luego utilizando una enzima. Cada célula aislada se mantiene en un medio nutriente y luego se implanta en el útero de una vaca "madre anfitriona" diferente. El vientre de la madre anfitriona debe aceptar la célula y hacerla crecer. Cada célula se convierte en un bebé normal y saludable.

Clonación humana:

Aunque la clonación humana puede ayudar a preservar el genotipo deseado de un individuo, puede seguir siendo una presunción en un futuro próximo debido a algunas dificultades prácticas o técnicas no resueltas y razones éticas. En lo que respecta a los temores expresados ​​sobre la producción de clones humanos en un futuro próximo, es un hecho que la mayoría de los rasgos de comportamiento humano se adquieren o aprenden.

Todo lo que hacemos o pensamos es principalmente una actividad derivada o una actividad modificada a través del aprendizaje o la capacitación. Como tales, los clones humanos, si se producen en el futuro, no se comportarán de manera idéntica con su "padre clon". Por ejemplo, ocurren diferencias en el comportamiento o la forma de trabajar de los gemelos idénticos criados bajo condiciones de vida variables. Además de esto, se sabe que la expresión de los genes está influenciada por muchos factores y el entorno es uno de ellos.

Muchas de las enfermedades hereditarias en los seres humanos se deben a genes recesivos en condiciones homocigotas. Los individuos heterocigotos son portadores de genes perjudiciales. Se dice que la frecuencia de portadores heterocigotos es mayor que el número de individuos homocigotos.

La clonación humana puede llevar a peligros de endogamia y la frecuencia de individuos homocigotos con trastornos puede aumentar después de los matrimonios entre clones heterocigotos. Por lo tanto, la clonación puede afectar adversamente la diversidad genética y, en consecuencia, reducir las resistencias corporales a las enfermedades como se ve en los monocultivos.

La clonación humana descartaría la participación sexual del compañero masculino en la reproducción. Pero la reproducción sexual que implica la fertilización del óvulo por el esperma, es esencial para la supervivencia. Provoca variaciones genéticas en la descendencia haciéndolas más adaptables y adecuadas para la selección natural. La clonación de plantas y animales, por lo tanto, puede ser más beneficiosa para la humanidad que la clonación humana.

Aplicación de clonación animal:

El cerdo es considerado un donante adecuado de órganos para el trasplante a humanos. Los cerdos genéticamente modificados o las razas adecuadas de cerdos pueden clonarse para el trasplante de órganos. La población de especies de animales en peligro de extinción se puede aumentar por clonación. La clonación puede ser de gran utilidad para mejorar el pedigrí del ganado. Las razas superiores de animales se pueden multiplicar por esta técnica.