Por George Seidel
Han pasado 20 años desde que los científicos en Escocia le contaron al mundo sobre la oveja Dolly, la primera mamífero clonado con éxito a partir de una célula corporal adulta. Lo especial de Dolly es que sus «padres» eran en realidad una sola célula que se originaba en el tejido mamario de una oveja adulta. Dolly era una copia genética exacta de esa oveja: un clon.
Dolly capturó la imaginación de la gente, pero aquellos de nosotros en el campo la habíamos visto llegar a través de investigaciones anteriores. He trabajado con embriones de mamíferos durante más de 40 años, y algunos trabajos en mi laboratorio se centran específicamente en varios métodos de clonación de ganado y otras especies de ganado. De hecho, uno de los coautores del artículo que anunció que Dolly trabajó en nuestro laboratorio durante tres años antes de ir a Escocia para ayudar a crear el famoso clon.
Dolly fue un hito importante, que inspiró a los científicos a seguir mejorando la tecnología de clonación, así como a buscar nuevos conceptos en la investigación de células madre. ser ejércitos de ganado genéticamente idéntico: más bien, los investigadores continúan perfeccionando las técnicas y combinándolas con otros métodos para impulsar los métodos tradicionales de cría de animales, así como para obtener información sobre el envejecimiento y las enfermedades.
No es el esperma habitual + Egg
Dolly era una oveja perfectamente normal que se convirtió en madre de numerosos corderos normales. Vivió hasta seis años y medio, cuando finalmente fue sacrificada después de que una enfermedad contagiosa se extendiera por su rebaño. , infectando ovejas clonadas y reproducidas normalmente por igual. Su vida no era inusual; es su origen lo que la hizo única.
Antes de las décadas de experimentos que llevaron a Dolly, se pensaba que los animales normales solo podían producirse mediante la fertilización de un óvulo por un esperma. Así es como funcionan las cosas naturalmente. Estas células germinales son las únicas en el cuerpo que tienen todo su material genético mezclado y en la mitad de la cantidad de cualquier otro tipo de célula. De esa manera, cuando estas llamadas células haploides se unen en fertilización, producen una célula con el complemento completo de ADN. Juntas, la célula se denomina diploide, por dos o dos veces. Dos mitades forman un todo.
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A partir de ese momento, casi todas las células de ese cuerpo tienen la misma composición genética. Cuando el embrión de una célula duplica su genética material, ambas células del embrión ahora de dos células son genéticamente idénticas. Cuando a su vez duplican su material genético, cada célula en la etapa de cuatro células es genéticamente idéntica. Este patrón continúa de modo que cada uno de los billones de células en un adulto es genéticamente exactamente igual, ya sea en un pulmón o en un hueso o en la sangre.
En contraste, Dolly fue producido por lo que se llama transferencia nuclear de células somáticas. En este proceso, los investigadores extraen el material genético de un huevo y lo reemplazan con el núcleo de alguna otra célula del cuerpo. El huevo resultante se convierte en una fábrica para producir un embrión que se convierte en una descendencia. No hay espermatozoides en la imagen; en lugar de que la mitad del material genético provenga de un espermatozoide y la mitad de un óvulo, todo proviene de una sola célula. Es diploide desde el principio.
Un largo camino de investigación condujo a Dolly
Dolly fue la culminación de cientos de experimentos de clonación que, por ejemplo, mostraron que las células embrionarias y fetales diploides podían ser padres de la descendencia. Pero no había manera de conocer fácilmente todas las características del animal que resultarían de un embrión o feto clonado. Los investigadores pudieron congelar algunas de las células de un embrión de 16 células, mientras producían clones de las otras células; si se producía un animal deseable, podían descongelar las células congeladas y hacer más copias. Pero esto no era práctico debido a las bajas tasas de éxito.
Dolly demostró que las células somáticas adultas también podrían usarse como padres. Por lo tanto, uno podría conocer las características del animal que se clona.
Según mis cálculos, Dolly fue el único éxito de 277 intentos de transferencia nuclear de células somáticas. A veces, el proceso de clonación por transferencia nuclear de células somáticas todavía produce embriones anormales, la mayoría de los cuales mueren. Pero el pr El proceso ha mejorado enormemente, por lo que las tasas de éxito ahora son más del 10 por ciento; Sin embargo, es muy variable, según el tipo de célula utilizado y la especie.
Se han utilizado con éxito más de 10 tipos de células diferentes como «padres» para la clonación. En la actualidad, la mayor parte de la clonación se realiza utilizando células obtenido mediante biopsia de piel.
Más de lo que los genes pueden afectar a un clon
La genética es solo una parte de la historia. Incluso si los clones son genéticamente idénticos, sus fenotipos (las características que expresan) sé diferente.Es como gemelos idénticos que ocurren naturalmente: comparten todos sus genes, pero en realidad no son exactamente iguales, especialmente si se crían en entornos diferentes.
El medio ambiente juega un papel muy importante en algunas características. La disponibilidad de alimentos puede influir en el peso. Las enfermedades pueden frenar el crecimiento. Estos tipos de efectos de estilo de vida, nutrición o enfermedades pueden influir en qué genes se activan o desactivan en un individuo; estos se denominan efectos epigenéticos. Aunque todo el material genético puede ser el mismo en dos clones idénticos, es posible que no expresen todos los mismos genes.
Considere la práctica de clonar caballos de carreras ganadores. Los clones de los ganadores a veces también serán ganadores, pero la mayoría de las veces no lo son. Esto se debe a que los ganadores son valores atípicos; necesitan tener la genética adecuada, pero también la epigenética adecuada y el entorno adecuado para alcanzar ese potencial ganador. Por ejemplo, nunca se pueden duplicar exactamente las condiciones uterinas que experimentó un caballo de carreras ganador cuando era un feto en desarrollo. Por lo tanto, la clonación de campeones generalmente conduce a la decepción. Por otro lado, la clonación de un semental que engendra una alta proporción de caballos ganadores de carreras dará como resultado muy confiable en un clon que de manera similar engendra ganadores. Esta es una situación genética más que fenotípica.
Aunque la genética es confiable, hay aspectos del procedimiento de clonación que significan que la epigenética y el ambiente no son óptimos. Por ejemplo, los espermatozoides tienen formas elegantes de activar los óvulos que fertilizan, que morirán a menos que se activen correctamente; con la clonación, la activación generalmente se logra mediante una fuerte descarga eléctrica. los pasos de clonación y posterior desarrollo embrionario se realizan en tubos de ensayo en incubadoras. Estas condiciones no son sustitutos perfectos para el tracto reproductivo femenino, donde normalmente ocurren la fertilización y el desarrollo embrionario temprano.
A veces, los fetos anormales llegan a término, lo que resulta en anomalías al nacer. El fenotipo anormal más sorprendente de algunos clones se denomina «síndrome de descendencia grande», en el que los terneros o corderos son un 30 o 40 por ciento más grandes de lo normal, lo que resulta en un parto difícil. Los problemas provienen de una placenta anormal. Al nacer, estos clones son genéticamente normales, pero son demasiado grandes y tienden a ser hiperinsulinémicos e hipoglucémicos. (Las condiciones se normalizan con el tiempo una vez que la descendencia ya no está influenciada por la placenta anormal).
Las recientes mejoras en los procedimientos de clonación han reducido en gran medida estas anomalías, que también ocurren con la reproducción natural, pero con una incidencia mucho menor. .
Continuando con la clonación
Se han producido muchos miles de mamíferos clonados en casi dos docenas de especies. Muy pocos de estos se refieren a aplicaciones prácticas, como la clonación de un famoso toro Angus llamado Final Answer (que murió recientemente a una edad avanzada) para producir más ganado de alta calidad a través del esperma de su clon.
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Pero el panorama de la investigación de clonación está cambiando rápidamente. La fuerza impulsora para producir Dolly no fue para producir animales genéticamente idénticos. Más bien, los investigadores quieren combinar técnicas de clonación con otros métodos para cambiar los animales genéticamente de manera eficiente, mucho más rápido que los métodos tradicionales de cría de animales que tardan décadas en realizar cambios en las poblaciones de especies como el ganado.
Un ejemplo reciente es la introducción del gen sin cuernos en el ganado lechero, eliminando así la necesidad del doloroso proceso de descornado. Una aplicación aún más sorprendente ha sido la de producir una cepa de cerdos que es incapaz de ser infectada por el muy conta virus PRRS debilitante y peligroso. Los investigadores incluso han creado ganado que no puede desarrollar la enfermedad de las vacas locas. Para cada uno de estos procedimientos, el trasplante nuclear de células somáticas es una parte esencial del proceso.
Hasta la fecha, la contribución más valiosa de estos experimentos de trasplante nuclear de células somáticas ha sido la información científica y los conocimientos adquiridos. Han mejorado nuestra comprensión del desarrollo embrionario normal y anormal, incluidos los aspectos del envejecimiento, y más. Esta información ya está ayudando a reducir los defectos de nacimiento, mejorar los métodos para evitar la infertilidad, desarrollar herramientas para combatir ciertos cánceres e incluso disminuir algunas de las consecuencias negativas del envejecimiento, en el ganado e incluso en las personas. Dos décadas después de Dolly, todavía se están desarrollando aplicaciones importantes.
Este artículo fue escrito por George Seidel, profesor de ciencias biomédicas de la Universidad Estatal de Colorado, para The Conversation. se ha vuelto a publicar con permiso.