Clonación: Creando Copias Idénticas

Ciertas células pueden tener la capacidad de revertir a un estado similar al de las células madre, capaces de generar un nuevo organismo. De este modo, en teoría, podemos hacer copias de cualquier ser vivo. Es lo que llamamos clones.

Por lo tanto, la clonación es el proceso por el que se consiguen copias genéticamente idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado. El genoma de los clones es idéntico al de su progenitor. Este proceso se puede llevar a cabo por medio de la reproducción asexual.

Recordatorio: Tipos de Reproducción

• Reproducción asexual: Un organismo produce otro individuo genéticamente idéntico a sí mismo. Es un proceso típico de microorganismos como las bacterias o los protozoos, que se dividen por mitosis.

• Reproducción sexual: Dos organismos mezclan la mitad de su material genético (ADN) para formar un nuevo individuo genéticamente único. Requiere de células sexuales especializadas (gametos), las cuales se forman por meiosis.

Tipos de Clonación Artificial

Existen 3 tipos principales de clonación artificial:

• Clonación génica: Produce copias de genes específicos o segmentos de ADN.

• Clonación reproductiva: Da lugar a copias completas de animales.

• Clonación terapéutica: Produce células madre embrionarias con el fin de crear nuevos tejidos u órganos para trasplantes.

Utilidades de la Clonación

• Obtención de medicamentos y terapias.

• Posibilidad de salvar de la extinción a animales en peligro.

• Facilitar la comprensión de enfermedades y el desarrollo de tratamientos específicos.

• Crear tejidos “a medida” para la persona que los necesite, reduciendo el riesgo de rechazo.

Biotecnología e Ingeniería Genética

La biotecnología es un conjunto de técnicas que aprovechan las transformaciones bioquímicas realizadas por determinados microorganismos u otros agentes biológicos para mejorar procesos industriales, alimentarios, resolver problemas del medio ambiente o crear sustancias terapéuticas.

La ingeniería genética es la tecnología específica de la manipulación y transferencia del ADN de unos organismos a otros (de la misma especie o diferente), que posibilita la creación de nuevas variedades o linajes de una especie determinada con características mejoradas o nuevas.

Ámbitos de Aplicación de la Ingeniería Genética

Las técnicas de ingeniería genética se usan en diferentes ámbitos:

• Diagnóstico y prevención de enfermedades genéticas.

• Medicina molecular y desarrollo de fármacos.

• Bioarqueología: Estudio de cómo vivían las poblaciones antiguas, sus características y relaciones.

• Antropología: Estudio de la evolución humana y las migraciones.

• Medicina forense (identificación genética).

Células Madre

Son células no especializadas que tienen la capacidad de dividirse indefinidamente mediante mitosis y, bajo ciertas condiciones, diferenciarse en diversos tipos de células y tejidos adultos. Son fundamentales para el desarrollo embrionario y la reparación de tejidos.

Tipos de Células Madre

Existen principalmente dos tipos:

• Células madre embrionarias: Derivan de la masa celular interna de un embrión en estado temprano (blastocisto, 7-14 días). Son pluripotentes, lo que significa que pueden generar cualquier tipo de célula del cuerpo.

• Células madre adultas: Se encuentran en diversos tejidos del organismo ya formado. Son multipotentes, generalmente solo pueden generar células del tejido del que provienen (p. ej., células madre de la médula ósea generan células sanguíneas).

Reproducción Asistida

Por diferentes motivos, aproximadamente una de cada diez parejas experimenta problemas de infertilidad y no consigue concebir hijos de forma natural. Es entonces cuando pueden recurrir a los tratamientos de reproducción asistida.

Causas Comunes de Infertilidad

• Causas femeninas: Niveles hormonales alterados, obstrucción de las trompas de Falopio, endometriosis, problemas en el moco cervical que pueden afectar a los espermatozoides, entre otras.
• Causas masculinas: Número insuficiente de espermatozoides (oligospermia), alto número de espermatozoides con morfología anormal (teratozoospermia), baja movilidad espermática (astenozoospermia) o presencia de obstrucciones.

Tratamientos Comunes

Los tratamientos más comunes que podemos encontrar son:

• Tratamientos hormonales (estimulación ovárica).

• Fecundación in vitro (FIV): Fecundación de óvulos con espermatozoides en el laboratorio y posterior transferencia del embrión al útero.

• Transferencia intratubárica de gametos (GIFT).

• Inseminación artificial (IA): Introducción del semen (de la pareja o de donante) en el útero de la mujer.

Proyecto Genoma Humano

El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue una iniciativa internacional de investigación que pretendía descifrar toda la información genética contenida en nuestros cromosomas (el genoma) e interpretar su significado.

En las primeras investigaciones se estableció que una pequeña porción del genoma (aproximadamente el 1.5-2%) corresponde a genes que codifican proteínas. También se confirmó nuestra similitud genética con otros seres vivos. Actualmente, se ha secuenciado prácticamente el 100% del genoma humano, aunque la función de muchas regiones sigue siendo objeto de estudio.

Beneficios del Estudio del Genoma

Su estudio nos permitirá:

• Avanzar en el diagnóstico precoz de enfermedades genéticas, incluso antes de que aparezcan los primeros síntomas.

• El desarrollo de la farmacogenómica (fármacos personalizados según el perfil genético del paciente).

• Avanzar en la terapia génica y la medicina regenerativa, como por ejemplo, la posibilidad futura de regenerar órganos y estructuras a partir de las propias células del individuo.

Aplicaciones Agroalimentarias de la Biotecnología

El ámbito agroalimentario fue uno de los primeros en aplicar técnicas de ingeniería genética y biotecnología. Muchos de los alimentos que consumimos se obtienen, en parte o totalmente, a partir de procesos biotecnológicos:

• Alimentos vegetales y animales mejorados.
• Enzimas y aditivos producidos por microorganismos.
• Alimentos fermentados por levaduras, mohos o bacterias (pan, yogur, queso, vino, cerveza).
• Alimentos transgénicos.

Selección Histórica y Organismos Transgénicos

A lo largo de la historia, el ser humano ha seleccionado y cruzado plantas y animales para obtener variedades con características deseables (más resistentes, productivas, etc.). La ingeniería genética moderna acelera y amplía este proceso.

Los organismos transgénicos (también llamados Organismos Modificados Genéticamente o OMG) son aquellos a los que se les ha introducido un gen de otra especie (transgen) para dotarlos de una nueva característica. Esto permite, por ejemplo, crear plantas con resistencia a insectos productores de plagas, lo que puede reducir el uso de pesticidas tóxicos.

No sólo se aplica a alimentos:

• Bacterias modificadas genéticamente para degradar vertidos de petróleo (biorremediación).
• Bacterias productoras de plásticos biodegradables.

Beneficios Potenciales de los Transgénicos

• Alimentos potencialmente más nutritivos.

• Alimentos con características organolépticas mejoradas (sabor, textura).

• Plantas resistentes a la sequía, enfermedades o herbicidas, que necesitan menos recursos ambientales (agua, fertilizantes).

• Menor uso de pesticidas en algunos cultivos.

• Aumento en el suministro de alimentos a un coste potencialmente reducido y con mayor vida útil.

• Crecimiento más rápido en plantas y animales.

Consideraciones sobre los Transgénicos

Es importante tener en cuenta que la aceptación y regulación de los cultivos y alimentos transgénicos varía significativamente entre países. En la Unión Europea, por ejemplo, la autorización y etiquetado son estrictos debido a debates sobre posibles riesgos ambientales y para la salud a largo plazo, aunque muchos han sido evaluados como seguros.

Otras Aplicaciones de la Biotecnología

• Preservación del medio ambiente:
  • Tratamiento de aguas residuales.
  • Eliminación de contaminantes como petróleo (biorremediación).
  • Eliminación de metales pesados.
• Procesos industriales: Producción de enzimas para detergentes, mejora de procesos en la industria textil, alimentaria, etc.
• Producción de biocombustibles: Como biodiesel, bioetanol o biogás, a partir de materia orgánica.