Clonación

La clonación es el proceso de producir organismos individuales con ADN idéntico o virtualmente idéntico, ya sea por medios naturales o artificiales. En la naturaleza, algunos organismos producen clones a través de la reproducción asexual. En el campo de la biotecnología, la clonación es el proceso de creación de organismos clonados (copias) de células y de fragmentos de ADN (clonación molecular).

Etimología

Acuñado por Herbert J. Webber, el término clon deriva de la palabra griega antigua κλών ( klōn ), ramita , que es el proceso mediante el cual se crea una nueva planta a partir de una ramita. En botánica, se utilizó el término lusus . En horticultura, la ortografía clon se utilizó hasta principios del siglo XX; la e final entró en uso para indicar que la vocal es una "o larga" en lugar de una "o corta". Desde que el término ingresó al léxico popular en un contexto más general, la ortografía clon se ha utilizado exclusivamente.

Clonación natural

La clonación es una forma natural de reproducción que ha permitido la propagación de formas de vida durante cientos de millones de años. Es el método de reproducción utilizado por plantas, hongos y bacterias, y también es la forma en que se reproducen las colonias clonales. Ejemplos de estos organismos incluyen plantas de arándanos, avellanos, árboles de Pando, el cafeto de Kentucky, Myrica y el liquidámbar americano.

Clonación molecular

La clonación molecular se refiere al proceso de hacer múltiples moléculas. La clonación se usa comúnmente para amplificar fragmentos de ADN que contienen genes completos, pero también se puede usar para amplificar cualquier secuencia de ADN, como promotores, secuencias no codificantes y ADN fragmentado al azar. Se utiliza en una amplia gama de experimentos biológicos y aplicaciones prácticas que van desde la huella genética hasta la producción de proteínas a gran escala. Ocasionalmente, el término clonación se usa de manera engañosa para referirse a la identificación de la ubicación cromosómica de un gen asociado con un fenotipo particular de interés, como en la clonación posicional. En la práctica, la localización del gen en un cromosoma o región genómica no permite necesariamente aislar o amplificar la secuencia genómica relevante. Para amplificar cualquier secuencia de ADN en un organismo vivo, esa secuencia debe estar ligada a un origen de replicación, que es una secuencia de ADN capaz de dirigir la propagación de sí misma y de cualquier secuencia ligada. Sin embargo, se necesita una serie de otras características, y existe una variedad de vectores de clonación especializados (pequeño fragmento de ADN en el que se puede insertar un fragmento de ADN extraño) que permiten la producción de proteínas, el marcado por afinidad, la producción de ARN o ADN monocatenario y una gran cantidad de otras herramientas de biología molecular.

La clonación de cualquier fragmento de ADN implica esencialmente cuatro pasos

1. fragmentación - romper una hebra de ADN
2. ligadura: unir piezas de ADN en una secuencia deseada
3. transfección: insertar las piezas de ADN recién formadas en las células
4. cribado/selección: selección de las células que se transfectaron con éxito con el nuevo ADN

Aunque estos pasos son invariables entre los procedimientos de clonación, se pueden seleccionar varias rutas alternativas; estos se resumen como una estrategia de clonación .

Inicialmente, el ADN de interés debe aislarse para proporcionar un segmento de ADN de tamaño adecuado. Posteriormente, se utiliza un procedimiento de ligadura donde el fragmento amplificado se inserta en un vector (pieza de ADN). El vector (que suele ser circular) se linealiza mediante enzimas de restricción y se incuba con el fragmento de interés en las condiciones apropiadas con una enzima llamada ADN ligasa. Después de la ligadura, el vector con el inserto de interés se transfecta en células. Hay varias técnicas alternativas disponibles, como la sensibilización química de las células, la electroporación, la inyección óptica y la biolística. Finalmente, las células transfectadas se cultivan. Dado que los procedimientos antes mencionados son de una eficiencia particularmente baja, existe la necesidad de identificar las células que se han transfectado con éxito con la construcción del vector que contiene la secuencia de inserción deseada en la orientación requerida. Los vectores de clonación modernos incluyen marcadores de resistencia a antibióticos seleccionables, que permiten que crezcan solo las células en las que se ha transfectado el vector. Además, los vectores de clonación pueden contener marcadores de selección de color, que proporcionan un cribado azul/blanco (complementación del factor alfa) en el medio X-gal. Sin embargo, estos pasos de selección no garantizan absolutamente que el inserto de ADN esté presente en las células obtenidas. Se debe requerir una mayor investigación de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse por medio de PCR, análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN. Los vectores de clonación modernos incluyen marcadores de resistencia a antibióticos seleccionables, que permiten que crezcan solo las células en las que se ha transfectado el vector. Además, los vectores de clonación pueden contener marcadores de selección de color, que proporcionan un cribado azul/blanco (complementación del factor alfa) en el medio X-gal. Sin embargo, estos pasos de selección no garantizan absolutamente que el inserto de ADN esté presente en las células obtenidas. Se debe requerir una mayor investigación de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse por medio de PCR, análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN. Los vectores de clonación modernos incluyen marcadores de resistencia a antibióticos seleccionables, que permiten que crezcan solo las células en las que se ha transfectado el vector. Además, los vectores de clonación pueden contener marcadores de selección de color, que proporcionan un cribado azul/blanco (complementación del factor alfa) en el medio X-gal. Sin embargo, estos pasos de selección no garantizan absolutamente que el inserto de ADN esté presente en las células obtenidas. Se debe requerir una mayor investigación de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse por medio de PCR, análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN. que proporcionan una detección azul/blanca (complementación del factor alfa) en el medio X-gal. Sin embargo, estos pasos de selección no garantizan absolutamente que el inserto de ADN esté presente en las células obtenidas. Se debe requerir una mayor investigación de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse por medio de PCR, análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN. que proporcionan una detección azul/blanca (complementación del factor alfa) en el medio X-gal. Sin embargo, estos pasos de selección no garantizan absolutamente que el inserto de ADN esté presente en las células obtenidas. Se debe requerir una mayor investigación de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse por medio de PCR, análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN.

Clonación de células

Clonación de organismos unicelulares

Clonar una célula significa derivar una población de células a partir de una única célula. En el caso de organismos unicelulares como bacterias y levaduras, este proceso es notablemente simple y esencialmente solo requiere la inoculación del medio apropiado. Sin embargo, en el caso de cultivos celulares de organismos multicelulares, la clonación de células es una tarea ardua ya que estas células no crecerán fácilmente en medios estándar.

Una técnica útil de cultivo de tejidos utilizada para clonar distintos linajes de líneas celulares implica el uso de anillos de clonación (cilindros). En esta técnica, una suspensión unicelular de células que han sido expuestas a un agente mutagénico o a un fármaco utilizado para impulsar la selección se sembra en placa a alta dilución para crear colonias aisladas, cada una de las cuales surge de una única célula distinta y potencialmente clonal. En una etapa temprana de crecimiento, cuando las colonias constan de solo unas pocas células, se colocan anillos de poliestireno estériles (anillos de clonación), que se han sumergido en grasa, sobre una colonia individual y se agrega una pequeña cantidad de tripsina. Las células clonadas se recolectan del interior del anillo y se transfieren a un nuevo recipiente para un mayor crecimiento.

Clonación de células madre

La transferencia nuclear de células somáticas, conocida popularmente como SCNT, también se puede utilizar para crear embriones con fines terapéuticos o de investigación. El propósito más probable de esto es producir embriones para su uso en la investigación con células madre. Este proceso también se denomina "clonación de investigación" o "clonación terapéutica". El objetivo no es crear seres humanos clonados (lo que se denomina "clonación reproductiva"), sino recolectar células madre que puedan usarse para estudiar el desarrollo humano y potencialmente tratar enfermedades. Si bien se ha creado un blastocisto humano clonal, las líneas de células madre aún no se han aislado de una fuente clonal.

La clonación terapéutica se logra mediante la creación de células madre embrionarias con la esperanza de tratar enfermedades como la diabetes y el Alzheimer. El proceso comienza con la extracción del núcleo (que contiene el ADN) de un óvulo y la inserción de un núcleo de la célula adulta que se va a clonar. En el caso de alguien con la enfermedad de Alzheimer, el núcleo de una célula de la piel de ese paciente se coloca en un óvulo vacío. La célula reprogramada comienza a convertirse en un embrión porque el óvulo reacciona con el núcleo transferido. El embrión se volverá genéticamente idéntico al paciente. El embrión luego formará un blastocisto que tiene el potencial de formar/convertirse en cualquier célula del cuerpo.

La razón por la que se usa SCNT para la clonación es porque las células somáticas se pueden adquirir y cultivar fácilmente en el laboratorio. Este proceso puede agregar o eliminar genomas específicos de animales de granja. Un punto clave a recordar es que la clonación se logra cuando el ovocito mantiene sus funciones normales y, en lugar de utilizar los genomas del espermatozoide y del óvulo para replicarse, el núcleo de la célula somática de la donante se inserta en el ovocito. El ovocito reaccionará con el núcleo de la célula somática, de la misma manera que lo haría con el núcleo de un espermatozoide.

El proceso de clonación de un animal de granja en particular mediante SCNT es relativamente el mismo para todos los animales. El primer paso es recolectar las células somáticas del animal que será clonado. Las células somáticas podrían usarse inmediatamente o almacenarse en el laboratorio para su uso posterior. La parte más difícil de SCNT es eliminar el ADN materno de un ovocito en la metafase II. Una vez hecho esto, el núcleo somático se puede insertar en el citoplasma de un óvulo. Esto crea un embrión de una sola célula. Luego, la célula somática agrupada y el citoplasma del huevo se introducen en una corriente eléctrica. Con suerte, esta energía permitirá que el embrión clonado comience a desarrollarse. Los embriones desarrollados con éxito se colocan en receptores sustitutos, como una vaca o una oveja en el caso de los animales de granja.

SCNT se considera un buen método para producir animales agrícolas para el consumo alimentario. Clonó con éxito ovejas, vacas, cabras y cerdos. Otro beneficio es que SCNT se considera una solución para clonar especies en peligro de extinción que están a punto de extinguirse. Sin embargo, las tensiones ejercidas tanto en el óvulo como en el núcleo introducido pueden ser enormes, lo que condujo a una gran pérdida de células resultantes en las primeras investigaciones. Por ejemplo, la oveja Dolly clonada nació después de que se usaron 277 óvulos para SCNT, lo que creó 29 embriones viables. Solo tres de estos embriones sobrevivieron hasta el nacimiento, y solo uno sobrevivió hasta la edad adulta.Como el procedimiento no podía automatizarse y tenía que realizarse manualmente bajo un microscopio, SCNT requería muchos recursos. La bioquímica involucrada en la reprogramación del núcleo de células somáticas diferenciadas y la activación del óvulo receptor también estaba lejos de ser bien entendida. Sin embargo, en 2014, los investigadores informaron tasas de éxito de clonación de siete a ocho de cada diez y en 2016, se informó que una empresa coreana, Sooam Biotech, producía 500 embriones clonados por día.

En SCNT, no se transfiere toda la información genética de la célula donante, ya que quedan atrás las mitocondrias de la célula donante que contienen su propio ADN mitocondrial. Las células híbridas resultantes conservan las estructuras mitocondriales que originalmente pertenecían al óvulo. Como consecuencia, los clones como Dolly que nacen de SCNT no son copias perfectas del donante del núcleo.

Clonación de organismos

La clonación de organismos (también llamada clonación reproductiva) se refiere al procedimiento de creación de un nuevo organismo multicelular, genéticamente idéntico a otro. En esencia, esta forma de clonación es un método asexual de reproducción, en el que no se produce la fertilización ni el contacto entre los gametos. La reproducción asexual es un fenómeno natural en muchas especies, incluidas la mayoría de las plantas y algunos insectos. Los científicos han logrado algunos logros importantes con la clonación, incluida la reproducción asexual de ovejas y vacas. Existe un gran debate ético sobre si se debe utilizar o no la clonación. Sin embargo, la clonación o propagación asexual ha sido una práctica común en el mundo de la horticultura durante cientos de años.

Hortícola

El término clon se usa en horticultura para referirse a los descendientes de una sola planta que fueron producidos por reproducción vegetativa o apomixis. Muchos cultivares de plantas hortícolas son clones, derivados de un solo individuo, multiplicados por algún proceso distinto de la reproducción sexual. A modo de ejemplo, algunos cultivares europeos de uvas representan clones que se han propagado durante más de dos milenios. Otros ejemplos son la patata y el plátano.

El injerto puede considerarse como clonación, ya que todos los brotes y ramas que provienen del injerto son genéticamente un clon de un solo individuo, pero este tipo particular de clonación no ha sido objeto de escrutinio ético y generalmente se trata como un tipo de operación completamente diferente.

Muchos árboles, arbustos, enredaderas, helechos y otras plantas herbáceas perennes forman colonias clonales de forma natural. Partes de una planta individual pueden desprenderse por fragmentación y crecer para convertirse en individuos clonales separados. Un ejemplo común es la reproducción vegetativa de clones de gametofitos de hepáticas y musgos por medio de gemas. Algunas plantas vasculares, como el diente de león y ciertas hierbas vivíparas, también forman semillas de forma asexual, lo que se denomina apomixis, lo que da como resultado poblaciones clonales de individuos genéticamente idénticos.

Partenogénesis

La derivación clonal existe en la naturaleza en algunas especies animales y se conoce como partenogénesis (reproducción de un organismo por sí mismo sin pareja). Esta es una forma de reproducción asexual que solo se encuentra en las hembras de algunos insectos, crustáceos, nematodos, peces (por ejemplo, el tiburón martillo) y lagartos, incluido el dragón de Komodo y varios látigos. El crecimiento y desarrollo se produce sin la fecundación de un macho. En las plantas, la partenogénesis significa el desarrollo de un embrión a partir de un óvulo no fertilizado y es un proceso componente de la apomixis. En las especies que utilizan el sistema de determinación del sexo XY, la descendencia siempre será hembra. Un ejemplo es la pequeña hormiga de fuego ( Wasmannia auropunctata), que es nativa de América Central y del Sur, pero se ha extendido por muchos ambientes tropicales.

Clonación artificial de organismos.

La clonación artificial de organismos también puede llamarse clonación reproductiva .

Primeros pasos

Hans Spemann, un embriólogo alemán, recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1935 por su descubrimiento del efecto ahora conocido como inducción embrionaria, ejercido por varias partes del embrión, que dirige el desarrollo de grupos de células hacia tejidos y órganos particulares. . En 1924, él y su alumna, Hilde Mangold, fueron los primeros en realizar la transferencia nuclear de células somáticas utilizando embriones de anfibios, uno de los primeros pasos hacia la clonación.

Métodos

La clonación reproductiva generalmente utiliza la "transferencia nuclear de células somáticas" (SCNT) para crear animales que son genéticamente idénticos. Este proceso implica la transferencia de un núcleo de una célula adulta donante (célula somática) a un óvulo al que se le ha extraído el núcleo, oa una célula de un blastocisto al que se le ha extraído el núcleo.Si el óvulo comienza a dividirse normalmente, se transfiere al útero de la madre sustituta. Dichos clones no son estrictamente idénticos ya que las células somáticas pueden contener mutaciones en su ADN nuclear. Además, las mitocondrias en el citoplasma también contienen ADN y, durante la SCNT, este ADN mitocondrial proviene en su totalidad del óvulo del donante citoplásmico, por lo que el genoma mitocondrial no es el mismo que el de la célula donante del núcleo a partir del cual se produjo. Esto puede tener implicaciones importantes para la transferencia nuclear entre especies en la que las incompatibilidades mitocondriales nucleares pueden conducir a la muerte.

La división artificial de embriones o el hermanamiento de embriones , una técnica que crea gemelos monocigóticos a partir de un solo embrión, no se considera de la misma manera que otros métodos de clonación. Durante ese procedimiento, un embrión de donante se divide en dos embriones distintos, que luego se pueden transferir mediante transferencia de embriones. Se realiza de manera óptima en la etapa de 6 a 8 células, donde se puede usar como una expansión de la FIV para aumentar la cantidad de embriones disponibles. Si ambos embriones tienen éxito, da lugar a gemelos monocigóticos (idénticos).

Muñequita la oveja

Dolly, una oveja de Finn-Dorset, fue el primer mamífero clonado con éxito a partir de una célula somática adulta. Dolly se formó tomando una célula de la ubre de su madre biológica de 6 años. El embrión de Dolly se creó tomando la célula e insertándola en un óvulo de oveja. Fueron necesarios 435 intentos antes de que un embrión tuviera éxito. Luego, el embrión se colocó dentro de una oveja hembra que pasó por un embarazo normal. Fue clonada en el Instituto Roslin de Escocia por los científicos británicos Sir Ian Wilmut y Keith Campbell y vivió allí desde su nacimiento en 1996 hasta su muerte en 2003 cuando tenía seis años. Nació el 5 de julio de 1996, pero no se anunció al mundo hasta el 22 de febrero de 1997. Sus restos disecados se colocaron en el Museo Real de Edimburgo, parte de los Museos Nacionales de Escocia.

Dolly fue importante públicamente porque el esfuerzo demostró que el material genético de una célula adulta específica, diseñada para expresar solo un subconjunto distinto de sus genes, puede rediseñarse para hacer crecer un organismo completamente nuevo. Antes de esta demostración, John Gurdon había demostrado que los núcleos de células diferenciadas podían dar lugar a un organismo completo después del trasplante a un óvulo enucleado. Sin embargo, este concepto aún no se demostró en un sistema de mamíferos.

La primera clonación de mamíferos (que resultó en Dolly) tuvo una tasa de éxito de 29 embriones por 277 óvulos fertilizados, lo que produjo tres corderos al nacer, uno de los cuales sobrevivió. En un experimento con bovinos que involucró a 70 terneros clonados, un tercio de los terneros murió muy joven. El primer caballo clonado con éxito, Prometea, tomó 814 intentos. En particular, aunque los primeros clones fueron ranas, aún no se ha producido ninguna rana clonada adulta a partir de una célula donante de núcleo adulta somática.

Hubo afirmaciones tempranas de que Dolly tenía patologías que se asemejaban al envejecimiento acelerado. Los científicos especularon que la muerte de Dolly en 2003 estuvo relacionada con el acortamiento de los telómeros, complejos de ADN y proteínas que protegen el extremo de los cromosomas lineales. Sin embargo, otros investigadores, incluido Ian Wilmut, quien dirigió el equipo que clonó con éxito a Dolly, argumentan que la muerte prematura de Dolly debido a una infección respiratoria no estuvo relacionada con problemas con el proceso de clonación. Esta idea de que los núcleos no han envejecido de forma irreversible se demostró en 2013 como cierta para los ratones.

Dolly recibió su nombre de la artista Dolly Parton porque las células clonadas para hacerla provenían de una célula de glándula mamaria, y Parton es conocida por su amplio escote.

Especies clonadas

Las modernas técnicas de clonación que implican la transferencia nuclear se han aplicado con éxito en varias especies. Los experimentos notables incluyen:

• Renacuajo: (1952) Robert Briggs y Thomas J. King habían clonado con éxito ranas leopardo del norte: treinta y cinco embriones completos y veintisiete renacuajos de ciento cuatro transferencias nucleares exitosas.
• 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 hallazgos en una revista científica china.
• Pez cebra: El primer vertebrado clonado (1981) por George Streisinger ( Streisinger, George; Walker, C.; Dower, N.; Knauber, D.; Singer, F. (1981), "Producción de clones de peces cebra diploides homocigóticos ( Brachydanio rerio)", Nature , 291 (5813): 293–296, Bibcode:1981Natur.291..293S, doi:10.1038/291293a0, PMID 7248006, S2CID 4323945)
• Oveja: marcó el primer mamífero clonado (1984) a partir de células embrionarias tempranas por Steen Willadsen. Megan y Morag clonaron a partir de células embrionarias diferenciadas en junio de 1995 y Dolly a partir de una célula somática en 1996.
• Ratones: (1986) Se clonó con éxito un ratón a partir de una célula embrionaria temprana. Los científicos soviéticos Chaylakhyan, Veprencev, Sviridova y Nikitin clonaron al ratón "Masha". La investigación se publicó en la revista Biofizika volumen ХХХII, número 5 de 1987.
• Mono Rhesus: Tetra (enero de 2000) a partir de división de embriones y no de transferencia nuclear. Más parecido a la formación artificial de gemelos.
• Cerdo: los primeros cerdos clonados (marzo de 2000). En 2014, BGI en China producía 500 cerdos clonados al año para probar nuevos medicamentos.
• Gaur: (2001) fue la primera especie en peligro de extinción clonada.
• Bovinos: Alfa y Beta (machos, 2001) y (2005) Brasil
• Gato: CopyCat "CC" (hembra, finales de 2001), Little Nicky, 2004, fue el primer gato clonado por razones comerciales
• Rata: Ralph, la primera rata clonada (2003)
• Mule: Idaho Gem, un john mule nacido el 4 de mayo de 2003, fue el primer clon de una familia de caballos.
• Caballo: Prometea, una hembra Haflinger nacida el 28 de mayo de 2003, fue el primer clon de caballo.
• Perro: Snuppy, un sabueso afgano macho fue el primer perro clonado (2005). En 2017, Sinogene Biotechnology creó el primer perro clon del mundo con edición de genes, Apple.
• Lobo: Snuwolf y Snuwolffy, las dos primeras lobas clonadas (2005).
• Búfalo de agua: Samrupa fue el primer búfalo de agua clonado. Nació el 6 de febrero de 2009 en el Karnal National Diary Research Institute de India, pero murió cinco días después debido a una infección pulmonar.
• La cabra montés pirenaica (2009) fue el primer animal extinto en ser clonado para volver a la vida; el clon vivió durante siete minutos antes de morir por defectos pulmonares.
• Camello: (2009) Injaz, fue el primer camello clonado.
• Cabra pashmina: (2012) Noori, es la primera cabra pashmina clonada. Los científicos de la facultad de ciencias veterinarias y ganadería de la Universidad Sher-e-Kashmir de Ciencias Agrícolas y Tecnología de Cachemira clonaron con éxito la primera cabra Pashmina (Noori) utilizando técnicas reproductivas avanzadas bajo el liderazgo de Riaz Ahmad Shah.
• Cabra: (2001) Los científicos de la Universidad Northwest A&F clonaron con éxito la primera cabra que utiliza la célula hembra adulta.
• Rana de incubación gástrica: (2013) La rana de incubación gástrica, Rheobatrachus silus , que se creía extinta desde 1983, fue clonada en Australia, aunque los embriones murieron después de unos días.
• Mono macaco: (2017) Primera clonación exitosa de una especie de primate mediante transferencia nuclear, con el nacimiento de dos clones vivos llamados Zhong Zhong y Hua Hua. Realizado en China en 2017 e informado en enero de 2018. En enero de 2019, científicos en China informaron sobre la creación de cinco monos editados genéticamente clonados idénticos, utilizando la misma técnica de clonación que se utilizó con Zhong Zhong y Hua Hua y la oveja Dolly. y la técnica de edición de genes Crispr-Cas9 supuestamente utilizada por He Jiankui para crear los primeros bebés humanos modificados genéticamente, Lulu y Nana. Los clones de mono se hicieron para estudiar varias enfermedades médicas.
• Hurón de patas negras: (2020) En 2020, un equipo de científicos clonó a una hembra llamada Willa, que murió a mediados de la década de 1980 y no dejó descendientes vivos. Su clon, una hembra llamada Elizabeth Ann, nació el 10 de diciembre. Los científicos esperan que la contribución de este individuo alivie los efectos de la endogamia y ayude a los hurones de patas negras a sobrellevar mejor la plaga. Los expertos estiman que el genoma de esta hembra contiene tres veces más diversidad genética que cualquiera de los hurones de patas negras modernos.

Clonación humana

La clonación humana es la creación de una copia genéticamente idéntica de un ser humano. El término se usa generalmente para referirse a la clonación humana artificial, que es la reproducción de células y tejidos humanos. No se refiere a la concepción y parto natural de gemelos idénticos. La posibilidad de la clonación humana ha suscitado controversias. Estas preocupaciones éticas han llevado a varias naciones a aprobar leyes sobre la clonación humana y su legalidad. En este momento, los científicos no tienen intención de tratar de clonar personas y creen que sus resultados deberían generar una discusión más amplia sobre las leyes y regulaciones que el mundo necesita para regular la clonación.

Dos tipos comúnmente discutidos de clonación humana teórica son la clonación terapéutica y la clonación reproductiva . La clonación terapéutica implicaría la clonación de células de un humano para su uso en medicina y trasplantes, y es un área activa de investigación, pero no está en la práctica médica en ninguna parte del mundo, a partir de 2021 . Dos métodos comunes de clonación terapéutica que se están investigando son la transferencia nuclear de células somáticas y, más recientemente, la inducción de células madre pluripotentes. La clonación reproductiva implicaría hacer un humano clonado completo, en lugar de solo células o tejidos específicos.

Cuestiones éticas de la clonación

Hay una variedad de posiciones éticas con respecto a las posibilidades de la clonación, especialmente la clonación humana. Si bien muchos de estos puntos de vista son de origen religioso, las cuestiones planteadas por la clonación también se enfrentan desde perspectivas seculares. Las perspectivas sobre la clonación humana son teóricas, ya que la clonación reproductiva y terapéutica humana no se utiliza comercialmente; actualmente se clonan animales en laboratorios y en producción ganadera.

Los defensores apoyan el desarrollo de la clonación terapéutica para generar tejidos y órganos completos para tratar a pacientes que de otro modo no pueden obtener trasplantes, para evitar la necesidad de medicamentos inmunosupresores y para evitar los efectos del envejecimiento. Los defensores de la clonación reproductiva creen que los padres que de otro modo no pueden procrear deberían tener acceso a la tecnología.

A los que se oponen a la clonación les preocupa que la tecnología aún no esté lo suficientemente desarrollada para ser segura y que podría ser propensa al abuso (lo que conduciría a la generación de humanos de quienes se extraerían órganos y tejidos), así como preocupaciones sobre cómo los individuos clonados podrían integrarse . con las familias y con la sociedad en general.

Los grupos religiosos están divididos, y algunos se oponen a la tecnología por usurpar el "lugar de Dios" y, en la medida en que se utilizan embriones, destruyen una vida humana; otros apoyan los beneficios potenciales para salvar vidas de la clonación terapéutica.

Los grupos de animales se oponen a la clonación de animales debido a la cantidad de animales clonados que sufren malformaciones antes de morir, y aunque la FDA de EE. UU. Ha aprobado los alimentos de animales clonados, los grupos preocupados por la seguridad alimentaria se oponen a su uso.

Clonación de especies extintas y en peligro de extinción

La clonación, o más precisamente, la reconstrucción del ADN funcional de especies extintas ha sido, durante décadas, un sueño. Las posibles implicaciones de esto fueron dramatizadas en la novela Carnosaur de 1984 y en la novela Jurassic Park de 1990 . Las mejores técnicas de clonación actuales tienen una tasa de éxito promedio del 9,4 por ciento (y tan alta como el 25 por ciento ) cuando se trabaja con especies familiares como los ratones, mientras que la clonación de animales salvajes suele tener menos del 1 por ciento de éxito.

Han surgido varios bancos de tejidos, incluido el "zoológico congelado" en el zoológico de San Diego, para almacenar tejidos congelados de las especies más raras y en peligro de extinción del mundo. Esto también se conoce como "clonación de conservación".

En 2001, una vaca llamada Bessie dio a luz a un gaur asiático clonado, una especie en peligro de extinción, pero la cría murió a los dos días. En 2003, se clonó con éxito un banteng, seguido de tres gatos monteses africanos a partir de un embrión congelado descongelado. Estos éxitos brindaron la esperanza de que técnicas similares (utilizando madres sustitutas de otra especie) podrían usarse para clonar especies extintas. Anticipándose a esta posibilidad, las muestras de tejido del último bucardo (íbice pirenaico) se congelaron en nitrógeno líquido inmediatamente después de su muerte en 2000. Los investigadores también están considerando la clonación de especies en peligro de extinción como el panda gigante y el guepardo.

En 2002, los genetistas del Museo Australiano anunciaron que habían replicado el ADN del tilacino (tigre de Tasmania), en ese momento extinto durante unos 65 años, utilizando la reacción en cadena de la polimerasa. Sin embargo, el 15 de febrero de 2005, el museo anunció que detendría el proyecto después de que las pruebas mostraran que el ADN de los especímenes había sido degradado demasiado por el conservante (etanol). El 15 de mayo de 2005 se anunció que se reactivaría el proyecto del tilacino, con una nueva participación de investigadores de Nueva Gales del Sur y Victoria.

En 2003, por primera vez, se clonó en el Centro de Investigación y Tecnología de Alimentos de Aragón un animal extinto, la cabra montés de los Pirineos antes mencionada, utilizando el núcleo celular congelado conservado de las muestras de piel de 2001 y óvulos de cabra doméstica. La cabra montés murió poco después de nacer debido a defectos físicos en sus pulmones.

Uno de los objetivos más anticipados para la clonación fue una vez el mamut lanudo, pero los intentos de extraer ADN de mamuts congelados no han tenido éxito, aunque un equipo conjunto ruso-japonés está trabajando actualmente para lograr este objetivo. En enero de 2011, Yomiuri Shimbun informó que un equipo de científicos encabezado por Akira Iritani de la Universidad de Kyoto se había basado en la investigación del Dr. Wakayama, diciendo que extraerían ADN de un cadáver de mamut que había sido preservado en un laboratorio ruso y insertarlo en los óvulos de un elefante asiático con la esperanza de producir un embrión de mamut. Los investigadores dijeron que esperaban producir un mamut bebé dentro de seis años. Sin embargo, se señaló que el resultado, si es posible, sería un híbrido de elefante y mamut en lugar de un verdadero mamut.Otro problema es la supervivencia del mamut reconstruido: los rumiantes dependen de una simbiosis con una microbiota específica en sus estómagos para la digestión.

Científicos de la Universidad de Newcastle y la Universidad de Nueva Gales del Sur anunciaron en marzo de 2013 que la rana de incubación gástrica, recientemente extinta, sería objeto de un intento de clonación para resucitar la especie.

Muchos de estos proyectos de "De-extinción" se describen en el Proyecto Revive and Restore de Long Now Foundation.

Esperanza de vida

Después de un proyecto de ocho años que involucró el uso de una técnica de clonación pionera, los investigadores japoneses crearon 25 generaciones de ratones sanos clonados con una esperanza de vida normal, demostrando que los clones no son intrínsecamente más cortos que los animales nacidos de forma natural. Otras fuentes han señalado que la descendencia de los clones tiende a ser más saludable que los clones originales y no se distingue de los animales producidos de forma natural.

Algunos postularon que Dolly, la oveja, pudo haber envejecido más rápido que los animales nacidos naturalmente, ya que murió relativamente temprano para una oveja a la edad de seis años. En última instancia, su muerte se atribuyó a una enfermedad respiratoria y se cuestiona la teoría del "envejecimiento avanzado".

Un estudio detallado publicado en 2016 y estudios menos detallados realizados por otros sugieren que una vez que los animales clonados superan el primer o segundo mes de vida, generalmente están sanos. Sin embargo, la pérdida temprana del embarazo y las pérdidas neonatales son aún mayores con la clonación que con la concepción natural o la reproducción asistida (FIV). La investigación actual está intentando superar estos problemas.

El sexo como estrategia reproductiva parece ser crucial para la continuidad de la vida debido a su papel esencial en el mantenimiento de la integridad y el bienestar del material genético de la línea germinal. La reproducción sexual conduce a una especie de inmortalidad de la línea germinal al reparar (durante la meiosis) los genes de los óvulos y los espermatozoides, tan esenciales para la continuación de la vida durante generaciones sucesivas. El proceso asexual de clonación, por el contrario, es deficiente en los procesos de reparación del ADN (en particular, la reparación por recombinación homóloga) asociados con la meiosis. Lejos de ser rejuvenecedor, el compromiso con la reproducción clonal puede amenazar el continuo bienestar evolutivo de genes, células, organismos e incluso especies.

En la cultura popular

La discusión sobre la clonación en los medios populares a menudo presenta el tema de manera negativa. En un artículo del 8 de noviembre de 1993 de Time , la clonación se describió de manera negativa, modificando la Creación de Adán de Miguel Ángel para representar a Adán con cinco manos idénticas. La edición del 10 de marzo de 1997 de Newsweek también criticó la ética de la clonación humana e incluyó un gráfico que mostraba bebés idénticos en vasos de precipitados.

El concepto de clonación, particularmente la clonación humana, ha presentado una amplia variedad de obras de ciencia ficción. Una de las primeras representaciones ficticias de la clonación es el proceso de Bokanovsky, que aparece en la novela distópica de 1931 de Aldous Huxley, Brave New World . El proceso se aplica a óvulos humanos fertilizados in vitro , haciendo que se dividan en copias genéticas idénticas al original. Tras el renovado interés en la clonación en la década de 1950, el tema se exploró más a fondo en obras como la historia de Poul Anderson de 1953 UN-Man , que describe una tecnología llamada "exogénesis", y el libro de Gordon Rattray Taylor The Biological Time Bomb , que popularizó el término " clonación" en 1963.

La clonación es un tema recurrente en varias películas de ciencia ficción contemporáneas, que van desde películas de acción como Anna to the Infinite Power , The Boys from Brazil , Jurassic Park (1993), Alien Resurrection (1997), The 6th Day (2000), Resident Evil (2002), Star Wars: Episodio II – El ataque de los clones (2002), La isla (2005) y Luna (2009) hasta comedias como la película Sleeper de Woody Allen de 1973 .

El proceso de clonación se representa de diversas formas en la ficción. Muchos trabajos representan la creación artificial de humanos mediante un método de cultivo de células a partir de un tejido o una muestra de ADN; la replicación puede ser instantánea o tener lugar a través del crecimiento lento de embriones humanos en úteros artificiales. En la serie de televisión británica de larga duración Doctor Who , el Cuarto Doctor y su compañera Leela fueron clonados en cuestión de segundos a partir de muestras de ADN ("The Invisible Enemy", 1977) y luego, en un aparente homenaje a la película de 1966 Fantastic Voyage . – reducido a tamaño microscópico para entrar en el cuerpo del Doctor para combatir un virus alienígena. Los clones de esta historia son efímeros y solo pueden sobrevivir unos minutos antes de que caduquen. Películas de ciencia ficción como The Matrixy Star Wars: Episodio II: El ataque de los clones han presentado escenas de fetos humanos siendo cultivados a escala industrial en tanques mecánicos.

La clonación de humanos a partir de partes del cuerpo también es un tema común en la ciencia ficción. La clonación ocupa un lugar destacado entre las convenciones de ciencia ficción parodiadas en Sleeper de Woody Allen , cuya trama se centra en un intento de clonar a un dictador asesinado a partir de su nariz incorpórea. En la historia de Doctor Who de 2008 "Journey's End", una versión duplicada del Décimo Doctor crece espontáneamente de su mano cortada, que había sido cortada en una pelea de espadas durante un episodio anterior.

La película de 2021, Girl Next, en la que se induce, droga y lava el cerebro a una mujer para que se convierta en una muñeca sexual obediente y viviente. Más tarde demostrando que ella es un clon de un clon diseñado para asesinar a los traficantes.

Después de la muerte de su amada Coton de Tulear, de 14 años, llamada Samantha, a finales de 2017, Barbra Streisand anunció que había clonado a la perra y que ahora estaba "esperando a que [los dos cachorros clonados] envejecieran para que [ella] pueda ver si tienen los ojos marrones [de Samantha] y su seriedad". La operación costó 50.000 dólares a través de la empresa de clonación de mascotas ViaGen.

Clonación e identidad

La ciencia ficción ha utilizado la clonación, más comúnmente y específicamente la clonación humana, para plantear las controvertidas cuestiones de identidad. A Number es una obra de teatro de 2002 de la dramaturga inglesa Caryl Churchill que aborda el tema de la clonación humana y la identidad, especialmente la naturaleza y la crianza. La historia, ambientada en un futuro próximo, se estructura en torno al conflicto entre un padre (Salter) y sus hijos (Bernard 1, Bernard 2 y Michael Black), dos de los cuales son clones del primero. A Number fue adaptada por Caryl Churchill para televisión, en una coproducción entre la BBC y HBO Films.

En 2012, se creó una serie de televisión japonesa llamada "Bunshin". El personaje principal de la historia, Mariko, es una mujer que estudia bienestar infantil en Hokkaido. Creció siempre dudando del amor de su madre, que no se parecía en nada a ella y que murió nueve años antes. Un día, encuentra algunas de las pertenencias de su madre en la casa de un pariente y se dirige a Tokio para buscar la verdad detrás de su nacimiento. Más tarde descubrió que era un clon.

En la serie de televisión de 2013 Orphan Black , la clonación se utiliza como un estudio científico sobre la adaptación conductual de los clones. En la misma línea, el libro El doble del premio Nobel José Saramago explora la experiencia emocional de un hombre que descubre que es un clon.

La clonación como resurrección

La clonación se ha utilizado en la ficción como una forma de recrear personajes históricos. En la novela de Ira Levin de 1976 The Boys from Brazil y su adaptación cinematográfica de 1978, Josef Mengele utiliza la clonación para crear copias de Adolf Hitler.

En la novela Jurassic Park de Michael Crichton de 1990 , que generó una serie de largometrajes de Jurassic Park , una empresa de bioingeniería desarrolla una técnica para resucitar especies extintas de dinosaurios mediante la creación de criaturas clonadas utilizando ADN extraído de fósiles. Los dinosaurios clonados se utilizan para poblar el parque de vida silvestre Jurassic Park para el entretenimiento de los visitantes. El plan sale desastrosamente mal cuando los dinosaurios escapan de sus recintos. A pesar de ser clonados selectivamente como hembras para evitar que se reproduzcan, los dinosaurios desarrollan la capacidad de reproducirse a través de la partenogénesis.

Clonación para la guerra

El uso de la clonación con fines militares también se ha explorado en varias obras de ficción. En Doctor Who , una raza alienígena de seres guerreros vestidos con armaduras llamados Sontarans se presentó en la serie de 1973 "The Time Warrior". Sontarans se representan como criaturas achaparradas y calvas que han sido modificadas genéticamente para el combate. Su punto débil es un "ventilador probico", una pequeña cavidad en la parte posterior de su cuello que está asociada con el proceso de clonación. El concepto de soldados clonados criados para el combate se revisó en "La hija del doctor" (2008), cuando se usa el ADN del doctor para crear una guerrera llamada Jenny.

La película de 1977 Star Wars se desarrolló en el contexto de un conflicto histórico llamado Clone Wars. Los eventos de esta guerra no se exploraron por completo hasta las películas de precuela El ataque de los clones (2002) y La venganza de los Sith (2005), que representan una guerra espacial librada por un ejército masivo de soldados clon fuertemente blindados que conduce a la fundación de el Imperio Galáctico. Los soldados clonados son "fabricados" a escala industrial, condicionados genéticamente para la obediencia y la eficacia en el combate. También se revela que el popular personaje Boba Fett se originó como un clon de Jango Fett, un mercenario que sirvió como plantilla genética para los soldados clon.

Clonación para explotación

Un subtema recurrente de la ficción sobre clonación es el uso de clones como suministro de órganos para trasplantes. La novela de Kazuo Ishiguro de 2005 Never Let Me Go y la adaptación cinematográfica de 2010 están ambientadas en una historia alternativa en la que se crean humanos clonados con el único propósito de proporcionar donaciones de órganos a humanos nacidos naturalmente, a pesar del hecho de que son completamente conscientes y autónomos. consciente. La película de 2005 The Island gira en torno a una trama similar, con la excepción de que los clones desconocen el motivo de su existencia.

La explotación de clones humanos para trabajos peligrosos e indeseables se examinó en la película de ciencia ficción británica de 2009 Moon . En la novela futurista Cloud Atlas y la película posterior, una de las líneas argumentales se centra en un clon fabricado por ingeniería genética llamado Sonmi ~ 451, uno de los millones criados en un "tanque de útero" artificial, destinado a servir desde el nacimiento. Ella es una de las miles creadas para el trabajo manual y emocional; La propia Sonmi trabaja como mesera en un restaurante. Más tarde descubre que la única fuente de alimento para los clones, llamada 'Jabón', se fabrica a partir de los propios clones.

En la película Us , en algún momento antes de la década de 1980, el gobierno de los EE. UU. crea clones de todos los ciudadanos de los Estados Unidos con la intención de usarlos para controlar a sus contrapartes originales, similares a los muñecos vudú. Esto falla, ya que pudieron copiar cuerpos, pero no pudieron copiar las almas de aquellos que clonaron. El proyecto se abandona y los clones quedan atrapados reflejando exactamente las acciones de sus contrapartes en la superficie durante generaciones. En la actualidad, los clones lanzan un ataque sorpresa y logran completar un genocidio masivo de sus contrapartes inconscientes.

En la serie de A Certain Magical Index y A Certain Scientific Railgun , uno de los espers, Mikoto Misaka, obtuvo ADN sin saberlo, creando 20,000 clones exactos pero no igualmente poderosos para un experimento. Accelerator los usó como práctica de tiro, solo para subir de nivel, ya que matar al original varias veces es imposible. El experimento terminó cuando Toma Kamijo salvó y frustró el experimento. Los clones restantes se han dispersado por todo el mundo para realizar más experimentos para ampliar su vida útil, salvo al menos 10 que permanecieron en Ciudad Academia y el último clon, que no estaba completamente desarrollado cuando el experimento se detuvo.