La clonación es el proceso de producir organismos individuales con genomas idénticos , ya sea por medios naturales o artificiales. En la naturaleza, algunos organismos producen clones mediante reproducción asexual ; esta reproducción de un organismo por sí mismo sin pareja se conoce como partenogénesis . En el campo de la biotecnología , la clonación es el proceso de creación de organismos clonados de células y de fragmentos de ADN.
La clonación artificial de organismos, a veces conocida como clonación reproductiva, se logra a menudo mediante transferencia nuclear de células somáticas (SCNT), un método de clonación en el que se crea un embrión viable a partir de una célula somática y un óvulo . En 1996, la oveja Dolly alcanzó notoriedad por ser el primer mamífero clonado a partir de una célula somática. Otro ejemplo de clonación artificial es la clonación molecular , una técnica de biología molecular en la que se utiliza una sola célula viva para clonar una gran población de células que contienen moléculas de ADN idénticas.
En bioética , existen diversas posiciones éticas con respecto a la práctica y las posibilidades de la clonación . El uso de células madre embrionarias , que pueden producirse mediante SCNT, en algunas investigaciones con células madre ha generado controversia . La clonación se ha propuesto como un medio para revivir especies extintas . En la cultura popular, el concepto de clonación, en particular la clonación humana, se representa a menudo en la ciencia ficción ; las representaciones suelen implicar temas relacionados con la identidad, la recreación de figuras históricas o especies extintas, o la clonación para la explotación (por ejemplo, la clonación de soldados para la guerra).
Acuñado por Herbert J. Webber , el término clon deriva de la palabra griega antigua κλών ( klōn ), ramita , que es el proceso por el cual se crea una nueva planta a partir de una ramita. En botánica, se utilizó el término lusus . [1] En horticultura , la ortografía clon se utilizó hasta principios del siglo XX; la e final comenzó a usarse para indicar que la vocal es una "o larga" en lugar de una "o corta". [2] [3] Desde que el término entró en el léxico popular en un contexto más general, se ha utilizado exclusivamente la ortografía clon .
La clonación natural es la producción de clones sin la participación de técnicas de ingeniería genética o intervención humana (es decir, clonación artificial). [4] La clonación natural ocurre a través de una variedad de mecanismos naturales, desde organismos unicelulares hasta organismos multicelulares complejos, y ha permitido que las formas de vida se propaguen durante cientos de millones de años. Las plantas, los hongos y las bacterias utilizan versiones de este método de reproducción, y también es la forma en que las colonias clonales se reproducen a sí mismas. [5] [6] Algunos de los mecanismos que se exploran y utilizan en plantas y animales son la fisión binaria, la gemación, la fragmentación y la partenogénesis. [7] También puede ocurrir durante algunas formas de reproducción asexual, cuando un organismo parental único produce descendencia genéticamente idéntica por sí mismo. [8] [9]
Muchas plantas son bien conocidas por su capacidad natural de clonación, incluidas las plantas de arándanos , los avellanos , los árboles Pando , [10] [11] el cafeto de Kentucky , la Myrica y el liquidámbar americano.
También ocurre de forma accidental en el caso de gemelos idénticos, que se forman cuando un óvulo fecundado se divide, creando dos o más embriones que llevan ADN idéntico.
La clonación molecular se refiere al proceso de crear múltiples moléculas. La clonación se utiliza comúnmente para amplificar fragmentos de ADN que contienen genes completos , pero también se puede utilizar para amplificar cualquier secuencia de ADN, como promotores , secuencias no codificantes y ADN fragmentado aleatoriamente. 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 utiliza 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 necesariamente permite aislar o amplificar la secuencia genómica relevante. Para amplificar cualquier secuencia de ADN en un organismo vivo, esa secuencia debe estar vinculada a un origen de replicación , que es una secuencia de ADN capaz de dirigir la propagación de sí misma y de cualquier secuencia vinculada. Sin embargo, se necesitan otras características y existe una variedad de vectores de clonación especializados (pequeños fragmentos de ADN en los que se puede insertar un fragmento de ADN extraño) que permiten la producción de proteínas , el etiquetado de afinidad , la producción de ARN o ADN monocatenario y una serie de otras herramientas de biología molecular.
La clonación de cualquier fragmento de ADN implica esencialmente cuatro pasos [12]
Aunque estos pasos son invariables entre los procedimientos de clonación, se pueden seleccionar varias rutas alternativas; estas se resumen como una estrategia de clonación .
Inicialmente, el ADN de interés necesita ser aislado para proporcionar un segmento de ADN del tamaño adecuado. Posteriormente, se utiliza un procedimiento de ligación donde el fragmento amplificado se inserta en un vector (trozo de ADN). El vector (que frecuentemente es circular) se linealiza utilizando enzimas de restricción , y se incuba con el fragmento de interés bajo condiciones apropiadas con una enzima llamada ADN ligasa . Después de la ligación, el vector con el inserto de interés se transfecta en células. Hay una serie de técnicas alternativas disponibles, como la sensibilización química de las células, la electroporación , la inyección óptica y la biolística . Finalmente, las células transfectadas se cultivan. Como los procedimientos mencionados anteriormente son de una eficiencia particularmente baja, existe la necesidad de identificar las células que han sido transfectadas 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 una detección 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 requiere una investigación más profunda de las colonias resultantes para confirmar que la clonación fue exitosa. Esto puede lograrse mediante PCR , análisis de fragmentos de restricción y/o secuenciación de ADN .
Clonar una célula significa derivar una población de células a partir de una sola célula. En el caso de organismos unicelulares como bacterias y levaduras, este proceso es notablemente simple y básicamente solo requiere la inoculación del medio apropiado. Sin embargo, en el caso de cultivos celulares de organismos multicelulares, la clonación celular es una tarea ardua ya que estas células no crecen fácilmente en medios estándar.
Una técnica útil de cultivo de tejidos utilizada para clonar linajes distintos de líneas celulares implica el uso de anillos de clonación (cilindros). [13] En esta técnica, una suspensión de células individuales que han sido expuestas a un agente mutagénico o fármaco utilizado para impulsar la selección se siembra en placas a alta dilución para crear colonias aisladas, cada una de las cuales surge de una sola célula distinta y potencialmente clonal. En una etapa temprana de crecimiento, cuando las colonias consisten en 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 recogen del interior del anillo y se transfieren a un nuevo recipiente para un mayor crecimiento.
La transferencia nuclear de células somáticas , conocida popularmente como SCNT, también se puede utilizar para crear embriones con fines de investigación o terapéuticos. 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 más bien recolectar células madre que se puedan utilizar para estudiar el desarrollo humano y, potencialmente, tratar enfermedades. Si bien se ha creado un blastocisto humano clonal, aún no se han aislado líneas de células madre de una fuente clonal. [14]
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 extrayendo el núcleo (que contiene el ADN) de un óvulo e insertando un núcleo de la célula adulta que se va a clonar. [15] En el caso de una persona con 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 desarrollarse en un embrión porque el óvulo reacciona con el núcleo transferido. El embrión se volverá genéticamente idéntico al paciente. [15] El embrión luego formará un blastocisto que tiene el potencial de formar/convertirse en cualquier célula del cuerpo. [16]
La razón por la que se utiliza la 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 para 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, se inserta el núcleo de la célula somática del donante en el ovocito. [17] El ovocito reaccionará al núcleo de la célula somática, de la misma manera que lo haría con el núcleo de un espermatozoide. [17]
El proceso de clonación de un animal de granja en particular mediante la técnica 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 pueden usarse inmediatamente o almacenarse en el laboratorio para su uso posterior. [17] La parte más difícil de la técnica SCNT es extraer el ADN materno de un ovocito en la metafase II. Una vez hecho esto, el núcleo somático puede insertarse en el citoplasma de un óvulo. [17] Esto crea un embrión unicelular. La célula somática agrupada y el citoplasma del óvulo se introducen entonces en una corriente eléctrica. [17] Se espera que esta energía permita que el embrión clonado comience a desarrollarse. Los embriones desarrollados con éxito se colocan entonces en receptores sustitutos, como una vaca o una oveja en el caso de los animales de granja. [17]
La SCNT se considera un buen método para producir animales agrícolas para el consumo humano. Clonó con éxito ovejas, vacas, cabras y cerdos. Otro beneficio es que la SCNT se considera una solución para clonar especies en peligro de extinción que están al borde de la extinción. [17] Sin embargo, las tensiones ejercidas tanto sobre el óvulo como sobre el núcleo introducido pueden ser enormes, lo que llevó a una gran pérdida de células resultantes en las primeras investigaciones. Por ejemplo, la oveja clonada Dolly nació después de que se usaran 277 óvulos para la SCNT, que creó 29 embriones viables. Solo tres de estos embriones sobrevivieron hasta el nacimiento, y solo uno sobrevivió hasta la edad adulta. [18] Como el procedimiento no se podía automatizar y tenía que realizarse manualmente bajo un microscopio , la SCNT requería muchos recursos. La bioquímica involucrada en la reprogramación del núcleo de la célula somática diferenciada y la activación del óvulo receptor también estaba lejos de ser bien entendida. Sin embargo, en 2014 los investigadores informaban tasas de éxito de clonación de siete a ocho de cada diez [19] y en 2016, se informó que una empresa coreana, Sooam Biotech, producía 500 embriones clonados por día. [20]
En la TCSC no se transfiere toda la información genética de la célula donante, ya que las mitocondrias de la célula donante que contienen su propio ADN mitocondrial se dejan atrás. Las células híbridas resultantes conservan las estructuras mitocondriales que originalmente pertenecían al óvulo. En consecuencia, los clones como Dolly que nacen de la TCSC no son copias perfectas del núcleo donante.
La clonación de organismos (también llamada clonación reproductiva) se refiere al procedimiento de crear 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 fecundación ni el contacto entre gametos. La reproducción asexual es un fenómeno que ocurre de forma 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, [21] ha sido una práctica común en el mundo de la horticultura durante cientos de años.
El término clon se utiliza en horticultura para referirse a los descendientes de una sola planta que se produjeron por reproducción vegetativa o apomixis . Muchas variedades de plantas hortícolas son clones, es decir, se derivan de un solo individuo, multiplicado por algún proceso distinto de la reproducción sexual. [22] Como ejemplo, algunas variedades europeas de uvas representan clones que se han propagado durante más de dos milenios. Otros ejemplos son la patata y el plátano. [23]
El injerto puede considerarse como una clonación, ya que todos los brotes y ramas que surgen 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 hasta convertirse en individuos clonales separados. Un ejemplo común es la reproducción vegetativa de clones gametofitos de musgos y hepáticas por medio de yemas . Algunas plantas vasculares, por ejemplo, el diente de león y ciertas gramíneas vivíparas , también forman semillas asexualmente, denominadas apomixis , lo que da lugar a poblaciones clonales de individuos genéticamente idénticos.
La derivación clonal existe en la naturaleza en algunas especies animales y se denomina partenogénesis (reproducción de un organismo por sí mismo sin pareja). Se trata de una forma asexual de reproducción que solo se encuentra en hembras de algunos insectos, crustáceos, nematodos, [24] peces (por ejemplo, el tiburón martillo [25] ), abejas melíferas del Cabo [26] y lagartijas, incluido el dragón de Komodo [25] y varios látigos . El crecimiento y el desarrollo se producen sin fertilización por 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 sexual XY , la descendencia siempre será hembra. Un ejemplo es la pequeña hormiga de fuego ( Wasmannia auropunctata ), que es originaria de América Central y del Sur, pero se ha extendido por muchos entornos tropicales.
La clonación artificial de organismos también puede denominarse clonación reproductiva .
Hans Spemann , 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 en tejidos y órganos específicos. En 1924, él y su estudiante, 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. [27]
La clonación reproductiva generalmente utiliza la " transferencia nuclear de células somáticas " (SCNT, por sus siglas en inglés) para crear animales que sean genéticamente idénticos. Este proceso implica la transferencia de un núcleo de una célula adulta donante (célula somática) a un óvulo del que se ha extraído el núcleo, o a una célula de un blastocisto del que se ha extraído el núcleo. [28] Si el óvulo comienza a dividirse normalmente, se transfiere al útero de la madre sustituta. Estos clones no son estrictamente idénticos, ya que las células somáticas pueden contener mutaciones en su ADN nuclear. Además, las mitocondrias del citoplasma también contienen ADN y durante la SCNT este ADN mitocondrial proviene completamente del óvulo citoplasmático del donante, por lo que el genoma mitocondrial no es el mismo que el de la célula donante del núcleo de la que se produjo. Esto puede tener implicaciones importantes para la transferencia nuclear entre especies en la que las incompatibilidades nuclear-mitocondriales pueden provocar la muerte.
La división artificial de embriones o la clonación de embriones , una técnica que crea gemelos monocigóticos a partir de un único 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 pueden transferirse mediante transferencia de embriones . Se realiza de manera óptima en la etapa de 6 a 8 células, donde se puede utilizar como una expansión de la FIV para aumentar el número de embriones disponibles. [29] Si ambos embriones tienen éxito, da lugar a gemelos monocigóticos (idénticos) .
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Dolly , una oveja Finn-Dorset , fue el primer mamífero en ser 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. [30] El embrión de Dolly fue creado tomando la célula e insertándola en un óvulo de oveja. Fueron necesarios 435 intentos antes de que un embrión tuviera éxito. [31] Luego, el embrión fue colocado dentro de una oveja hembra que tuvo un embarazo normal. [32] Fue clonada en el Instituto Roslin en 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 fue anunciada al mundo hasta el 22 de febrero de 1997. [33] Sus restos disecados fueron colocados en el Museo Real de Edimburgo , parte de los Museos Nacionales de Escocia . [34]
Dolly fue un proyecto de importancia pública porque demostró que el material genético de una célula adulta específica, diseñada para expresar sólo un subconjunto distinto de sus genes, puede ser rediseñado para generar un organismo completamente nuevo. Antes de esta demostración, John Gurdon había demostrado que los núcleos de células diferenciadas podían dar origen a un organismo completo después de ser trasplantados a un óvulo enucleado. [35] Sin embargo, este concepto aún no se había demostrado en un sistema mamífero.
La primera clonación de mamíferos (que dio como resultado a Dolly) tuvo una tasa de éxito de 29 embriones por cada 277 óvulos fertilizados, que produjeron tres corderos al nacer, uno de los cuales sobrevivió. En un experimento bovino en el que se clonaron 70 terneros, un tercio de los terneros murió bastante joven. El primer caballo clonado con éxito, Prometea , necesitó 814 intentos. Cabe destacar que, aunque los primeros clones fueron ranas, todavía no se ha producido ninguna rana clonada adulta a partir de una célula donante de núcleo adulto somático. [36]
En un principio se afirmó que Dolly tenía patologías similares a las del envejecimiento acelerado. Los científicos especularon que la muerte de Dolly en 2003 estaba relacionada con el acortamiento de los telómeros , complejos de ADN y proteína que protegen el extremo de los cromosomas lineales . Sin embargo, otros investigadores, incluido Ian Wilmut , que dirigió el equipo que clonó con éxito a Dolly, sostienen que la muerte temprana de Dolly debido a una infección respiratoria no estaba 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. [37]
Dolly recibió su nombre en honor a la artista Dolly Parton porque las células clonadas para crearla provenían de una célula de la glándula mamaria , y Parton es conocida por su amplio escote. [38]
Las técnicas modernas de clonación que implican transferencia nuclear se han llevado a cabo con éxito en varias especies. Entre los experimentos más destacados se incluyen los siguientes:
La clonación humana es la creación de una copia genéticamente idéntica de un ser humano. El término se utiliza generalmente para referirse a la clonación humana artificial, que es la reproducción de células y tejidos humanos. No se refiere a la concepción y el parto naturales 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. Hasta el momento, los científicos no tienen intención de intentar clonar personas y creen que sus resultados deberían provocar un debate más amplio sobre las leyes y regulaciones que el mundo necesita para regular la clonación. [85]
Dos tipos de clonación humana teórica que se discuten comúnmente son la clonación terapéutica y la clonación reproductiva . La clonación terapéutica implicaría la clonación de células de un ser humano para su uso en medicina y trasplantes, y es un área activa de investigación, pero no se encuentra en la práctica médica en ningún lugar del mundo, a partir de 2024. [actualizar]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 crear un ser humano clonado completo, en lugar de solo células o tejidos específicos. [86]
Existen diversas posturas éticas con respecto a las posibilidades de la clonación, especialmente la clonación humana . Si bien muchas de estas posturas son de origen religioso, las cuestiones que plantea la clonación también se plantean desde perspectivas seculares. Las perspectivas sobre la clonación humana son teóricas, ya que la clonación humana terapéutica y reproductiva no se utiliza comercialmente; actualmente, los animales se clonan en laboratorios y en la producción ganadera .
Los defensores de la clonación terapéutica apoyan el desarrollo de la clonación terapéutica para generar tejidos y órganos completos para tratar a pacientes que de otra manera no pueden obtener trasplantes, [87] para evitar la necesidad de medicamentos inmunosupresores , [86] y para evitar los efectos del envejecimiento. [88] Los defensores de la clonación reproductiva creen que los padres que de otra manera no pueden procrear deberían tener acceso a la tecnología. [89]
Los opositores a la clonación tienen preocupaciones de que la tecnología aún no está lo suficientemente desarrollada como para ser segura [90] y que podría ser propensa al abuso (lo que llevaría a la generación de humanos de los cuales se extraerían órganos y tejidos), [91] [92] así como preocupaciones sobre cómo los individuos clonados podrían integrarse con las familias y con la sociedad en general. [93] [94] La clonación de humanos podría conducir a graves violaciones de los derechos humanos . [95]
Los grupos religiosos están divididos, algunos se oponen a la tecnología por considerarla usurpación del "lugar de Dios" y, en la medida en que se utilicen embriones, destruir una vida humana; otros apoyan los beneficios potenciales de la clonación terapéutica para salvar vidas. [96] [97] Hay al menos una religión, el raelismo , en la que la clonación juega un papel importante. [98] [99] [100]
El trabajo contemporáneo sobre este tema se ocupa de la ética, la regulación adecuada y las cuestiones de cualquier clonación realizada por humanos, no potencialmente por extraterrestres (incluso en el futuro), y en gran medida también de la no replicación –también descrita como clonación mental [101] [102] [103] [104] – de posibles emulaciones de cerebro completo.
Los grupos defensores de los animales se oponen a la clonación de animales debido a la cantidad de animales clonados que sufren malformaciones antes de morir, y si bien la FDA de los EE. UU. ha aprobado como seguros los alimentos derivados de animales clonados, [105] [106] su uso es rechazado por grupos preocupados por la seguridad alimentaria. [107] [108]
En términos prácticos, se ha propuesto la inclusión de "requisitos de licencia para proyectos de investigación con embriones y clínicas de fertilidad, restricciones a la mercantilización de óvulos y esperma y medidas para impedir que intereses propietarios monopolicen el acceso a líneas de células madre" en las regulaciones internacionales sobre clonación, aunque, por ejemplo, no se han descrito mecanismos de supervisión eficaces ni requisitos de clonación. [109]
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. [110] [111] Las mejores técnicas de clonación actuales tienen una tasa de éxito promedio del 9,4 por ciento [112] (y tan alta como el 25 por ciento [37] ) cuando se trabaja con especies familiares como los ratones, [nota 1] mientras que la clonación de animales salvajes suele tener menos del 1 por ciento de éxito. [115]
Han surgido varios bancos de tejidos, incluido el " Zoológico congelado " del Zoológico de San Diego , para almacenar tejido congelado de las especies más raras y en mayor peligro de extinción del mundo. [110] [116] [117] [118] Esto también se conoce como "clonación de conservación". [119] [120]
Los ingenieros han propuesto un "arca lunar" en 2021, que almacene millones de muestras de semillas, esporas, espermatozoides y óvulos de las especies contemporáneas de la Tierra en una red de tubos de lava en la Luna como respaldo genético. [121] [122] [123] Se han hecho propuestas similares desde al menos 2008. [124] Estas también incluyen el envío de ADN de clientes humanos, [125] y una propuesta de "un registro de respaldo lunar de la humanidad" que incluye información genética de Avi Loeb . [126]
En marzo de 2013, científicos de la Universidad de Newcastle y de la Universidad de Nueva Gales del Sur anunciaron que la recientemente extinta rana incubadora gástrica sería objeto de un intento de clonación para resucitar la especie. [127]
Muchos de estos proyectos de desextinción están siendo promovidos por las organizaciones sin fines de lucro Revive & Restore [128] y Colossal Biosciences .
Uno de los objetivos más esperados para la clonación es 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. [ ¿cuándo? ] En enero de 2011, Yomiuri Shimbun informó que un equipo de científicos encabezado por Akira Iritani de la Universidad de Kioto se había basado en la investigación del Dr. Wakayama, diciendo que extraerán ADN de un cadáver de mamut que se había preservado en un laboratorio ruso y lo insertarán 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. [129] [130] Los desafíos son formidables. El ADN extensamente degradado que puede ser adecuado para la secuenciación puede no ser adecuado para la clonación; tendría que ser reconstituido sintéticamente. En cualquier caso, con la tecnología actualmente disponible, el ADN por sí solo no es adecuado para la clonación de mamíferos; Se requieren núcleos celulares intactos y viables. Si se unen fragmentos de ADN de mamut reconstituido a un núcleo celular de elefante asiático, se obtendría un híbrido de elefante y mamut en lugar de un mamut auténtico. [131] Además, la verdadera des-extinción de la especie de mamut lanudo requeriría una población reproductora, lo que requeriría la clonación de múltiples individuos genéticamente distintos pero reproductivamente compatibles, lo que multiplicaría tanto la cantidad de trabajo como las incertidumbres involucradas en el proyecto. Es posible que existan otros problemas posteriores a la clonación asociados con la supervivencia de un mamut reconstruido, como el requisito de que los rumiantes tengan una microbiota simbiótica específica en sus estómagos para la digestión. [131] Sin embargo, los científicos de Colossal Biosciences lograron revivir con éxito células de mamut de 28.000 años de antigüedad utilizando una célula de ratón en 2020 y han creado con éxito células madre pluripotentes inducidas (iPRSC) de elefantes asiáticos en 2024.
En 2022, los científicos mostraron las principales limitaciones y la escala del desafío de la des-extinción basada en la edición genética, lo que sugiere que los recursos gastados en proyectos de des-extinción más integrales, como el del mamut lanudo, pueden no estar bien asignados actualmente y estar sustancialmente limitados. Sus análisis "muestran que incluso cuando se utiliza como referencia la rata parda noruega ( R. norvegicus ), de altísima calidad, casi el 5% de la secuencia del genoma es irrecuperable, con 1.661 genes recuperados con una integridad inferior al 90% y 26 completamente ausentes", lo que se complica aún más por el hecho de que "la distribución de las regiones afectadas no es aleatoria, sino que, por ejemplo, si se utiliza como límite una integridad del 90%, los genes relacionados con la respuesta inmunitaria y el olfato se ven excesivamente afectados", por lo que "una rata de la Isla Christmas reconstruida carecería de atributos probablemente críticos para sobrevivir en su entorno natural o similar". [132]
En una sesión en línea de 2021 de la Sociedad Geográfica Rusa, el ministro de Defensa de Rusia, Sergei Shoigu, mencionó el uso del ADN de guerreros escitas de 3000 años de antigüedad para potencialmente devolverles la vida. La idea fue descrita como absurda al menos en este punto en los informes de prensa y se señaló que los escitas probablemente no eran guerreros hábiles por defecto. [133] [134] [135]
La idea de clonar neandertales o devolverlos a la vida en general es controvertida, pero algunos científicos han afirmado que podría ser posible en el futuro y han señalado varios problemas o cuestiones al respecto, así como amplias razones para hacerlo. [136] [137] [138] [139] [140] [141]
En 2001, una vaca llamada Bessie dio a luz a un gaur asiático clonado , una especie en peligro de extinción, pero el ternero 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 esperanzas de que se pudieran usar técnicas similares (utilizando madres sustitutas de otra especie) para clonar especies extintas. Anticipándose a esta posibilidad, se congelaron muestras de tejido del último bucardo ( íbice de los Pirineos ) 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 . [142] [143] [144] [145]
En 2002, los genetistas del Museo Australiano anunciaron que habían replicado el ADN del tilacino (tigre de Tasmania), extinto en ese momento durante unos 65 años, utilizando la reacción en cadena de la polimerasa . [146] 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 demasiado degradado por el conservante ( etanol ). El 15 de mayo de 2005 se anunció que el proyecto del tilacino se reactivaría, con nueva participación de investigadores de Nueva Gales del Sur y Victoria . [147] En 2023, los científicos de Colossal Biosciences anunciaron que iban a comenzar a trabajar en la resurrección del tilacino y hasta ahora en 2024 han logrado perforar juntos el 99,9% de su genoma de una cabeza encurtida de 110 años con solo 45 pares de bases faltantes que esperan secuenciar utilizando otros especímenes. [148]
En 2003, por primera vez, un animal extinto, la cabra montés de los Pirineos antes mencionada, fue clonado en el Centro de Investigación y Tecnología Alimentaria de Aragón, utilizando el núcleo celular congelado y conservado de las muestras de piel de 2001 y óvulos de cabra doméstica, y una cabra como madre sustituta. La cabra montés murió poco después de nacer debido a defectos físicos en sus pulmones, un problema común en los clones. [149]
Después de un proyecto de ocho años que implicó el uso de una técnica de clonación pionera, investigadores japoneses crearon 25 generaciones de ratones clonados sanos con una esperanza de vida normal, demostrando que los clones no son intrínsecamente más cortos que los animales nacidos de manera natural. [37] [150] Otras fuentes han señalado que las crías de los clones tienden a ser más sanas que los clones originales e indistinguibles de los animales producidos de manera natural. [151]
Algunos postularon que la oveja Dolly podría haber envejecido más rápidamente que los animales nacidos de manera natural, ya que murió relativamente pronto para una oveja, a la edad de seis años. Finalmente, su muerte se atribuyó a una enfermedad respiratoria, y la teoría del "envejecimiento avanzado" es discutida. [152] [ dudoso – discutir ]
Un estudio detallado publicado en 2016 [ cita requerida ] 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 siguen siendo mayores con la clonación que con la concepción natural o la reproducción asistida (FIV). La investigación actual está intentando superar estos problemas. [38]
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En los medios de comunicación populares, el debate sobre la clonación suele presentar el tema de forma negativa. En un artículo del 8 de noviembre de 1993 de la revista Time , se presentaba la clonación de forma negativa, modificando La creación de Adán de Miguel Ángel para representar a Adán con cinco manos idénticas. [153] El número del 10 de marzo de 1997 de Newsweek también criticaba la ética de la clonación humana e incluía un gráfico que mostraba a bebés idénticos en vasos de precipitados. [154]
El concepto de clonación, en particular la clonación humana, ha sido protagonista de una amplia variedad de obras de ciencia ficción. Una representación ficticia temprana de la clonación es el Proceso de Bokanovsky , que aparece en la novela distópica de Aldous Huxley de 1931 Un mundo feliz . El proceso se aplica a óvulos humanos fertilizados in vitro , lo que hace que se dividan en copias genéticas idénticas del original. [155] [156] Tras el renovado interés por 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 La bomba de tiempo biológica , que popularizó el término "clonación" en 1963. [157]
La clonación es un tema recurrente en varias películas de ciencia ficción contemporáneas, que van desde películas de acción como Anna al poder infinito , Los chicos del Brasil , Jurassic Park (1993), Alien Resurrection (1997), El sexto día (2000), Resident Evil (2002), Star Wars: Episodio II - El ataque de los clones (2002), La isla (2005), Tales of the Abyss (2006) y Moon (2009) hasta comedias como la película Sleeper de Woody Allen de 1973. [158]
El proceso de clonación se representa de diversas formas en la ficción. Muchas obras describen 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 , encogidos a tamaño microscópico para entrar en el cuerpo del Doctor y combatir un virus alienígena. Los clones en esta historia tienen una vida corta y solo pueden sobrevivir unos minutos antes de expirar. [159] Las películas de ciencia ficción como Matrix y Star Wars: Episodio II - El ataque de los clones han presentado escenas de fetos humanos cultivados a escala industrial en tanques mecánicos. [160]
La clonación de seres 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 la 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. [161] 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. [162]
Después de la muerte de su amada perrita Coton de Tulear de 14 años llamada Samantha a fines de 2017, Barbra Streisand anunció que había clonado a la perrita y que ahora estaba "esperando a que [los dos cachorros clonados] crezcan para [poder] ver si tienen los ojos marrones de [Samantha] y su seriedad". [163] La operación costó $50,000 a través de la compañía de clonación de mascotas ViaGen . [164]
En películas como El sexto día (2000), de Roger Spottiswoode , que utiliza el tropo de un "vasto laboratorio clandestino... lleno de filas y filas de cuerpos humanos 'en blanco' que flotan en tanques de líquido nutritivo o en animación suspendida", está claro que se pretende incitar el miedo. En opinión de Clark, la biotecnología suele "asumir formas fantásticas pero visualmente impactantes", mientras que la ciencia queda relegada a un segundo plano o se convierte en ficción para adaptarse a un público joven. [165] Los métodos de ingeniería genética están débilmente representados en el cine; Michael Clark, que escribe para The Wellcome Trust , califica la representación de la ingeniería genética y la biotecnología de "seriamente distorsionada" [165]
La ciencia ficción ha utilizado la clonación, más comúnmente y específicamente la clonación humana , para plantear cuestiones de identidad. [166] [167] A Number es una obra 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 cercano, 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 . [168]
En 2012, se creó una serie de televisión japonesa llamada "Bunshin". La protagonista de la historia, Mariko, es una mujer que estudia bienestar infantil en Hokkaido. Creció siempre con dudas sobre el amor de su madre, que no se parecía en nada a ella y que había muerto 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 descubre que era un clon. [169]
En la serie de televisión de 2013 Orphan Black , la clonación se utiliza como un estudio científico sobre la adaptación conductual de los clones. [170] En una línea similar, el libro El doble del premio Nobel José Saramago explora la experiencia emocional de un hombre que descubre que es un clon. [171]
La clonación se ha utilizado en la ficción como una forma de recrear figuras históricas. En la novela de Ira Levin de 1976 Los muchachos del Brasil y su adaptación cinematográfica de 1978 , Josef Mengele utiliza la clonación para crear copias de Adolf Hitler . [172]
En la novela Jurassic Park de Michael Crichton de 1990 , que dio origen a una serie de largometrajes de Jurassic Park , la empresa de bioingeniería InGen 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 salvaje Jurassic Park para el entretenimiento de los visitantes. El plan sale desastrosamente mal cuando los dinosaurios escapan de sus recintos. A pesar de haber sido clonados selectivamente como hembras para evitar que se reproduzcan, los dinosaurios desarrollan la capacidad de reproducirse a través de la partenogénesis . [173]
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 armadura llamados Sontarans fue introducida en la serie de 1973 " The Time Warrior ". Los Sontarans son representados como criaturas rechonchas y calvas que han sido diseñadas 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. [174] El concepto de soldados clonados que se crían para el combate fue revisado en " The Doctor's Daughter " (2008), cuando el ADN del Doctor se usa para crear una guerrera llamada Jenny . [175]
La película de 1977 La guerra de las galaxias se ambienta en el contexto de un conflicto histórico llamado las Guerras Clon . Los eventos de esta guerra no se exploraron por completo hasta las películas precuelas 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 del Imperio Galáctico . Los soldados clonados son "fabricados" a escala industrial, genéticamente acondicionados 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. [176] [177]
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 Nunca me abandones y la adaptación cinematográfica de 2010 [178] se desarrollan en una historia alternativa en la que se crean humanos clonados con el único propósito de proporcionar donaciones de órganos a humanos nacidos de forma natural, a pesar de que son completamente sensibles y conscientes de sí mismos. La película de 2005 La isla [179] 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 fue examinada en la película de ciencia ficción británica de 2009 Moon . [180] En la novela futurista Cloud Atlas y la película posterior , una de las líneas argumentales se centra en un clon fabricador genéticamente llamado Sonmi~451, uno de los millones criados en un "útero" artificial, destinado a servir desde el nacimiento. Ella es una de los miles creados para el trabajo manual y emocional ; Sonmi misma 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. [181]
En la película Nosotros , en algún momento antes de la década de 1980, el gobierno de los Estados Unidos 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 es abandonado y los clones quedan atrapados reflejando exactamente las acciones de sus contrapartes sobre la tierra durante generaciones. En la actualidad, los clones lanzan un ataque sorpresa y logran completar un genocidio masivo de sus contrapartes inconscientes. [182] [183]
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