Manipulación genética y clonación animal

2. Técnicas de
   manipulación genómica en
   animales
3. ¿Qué significa
   "clonación"?
4. Clonación
   animal
5. Clonación
   artificial
6. Métodos de
   clonación
7. Aplicaciones de
   la clonación mediante la técnica de transferencia
   nuclear
8. Conclusiones y
   perspectivas
9. Bibliografía

INTRODUCCIÓN.

Durante la primera mitad del siglo
XX se afirmaba que, en comparación con el intenso desarrollo
experimentado por la física y la química, la biología era la
cenicienta de las ciencias. Una
de las disciplinas de la biología como la genética
solo podía ofrecer a la industria y la
sociedad las
leyes de la
herencia que
Mendel
había descubierto en torno a
1900(Piulats, 2003)11.

Pero este panorama cambia radicalmente en los
años 50 con el descubrimiento de la estructura del
ADN
(ácido desoxirribonucleico) y de los cuatro
nucleótidos que lo forman, simbolizados por las letras A
(adenina), G (guanina), C (citosina), y T (timina). En 1961 el
científico norteamericano Marschall W. Nirenberg descifra
la primera parte del código
genético: tres bases de los nucleótidos que
componen la doble hélice del ADN -los llamados tripletes-
forman una unidad de información. Partiendo del mencionado
esquema de 4 letras aparecen 64 posibilidades de
combinación, y se descubre que las proteínas,
sustancias fundamentales para todos los organismos vivos,
están compuestos por solo veinte aminoácidos
diferentes. El ADN de la célula
contiene la clave del desarrollo del ser vivo: los genes llevan
en los tripletes los planes en clave para construir
proteínas. (Piulats, 2003).11

En 1965 el biólogo norteamericano R. W. Holley
«leyó» por primera vez la
información total de un gen de la levadura compuesta por
77 bases, lo que le valió el Premio Nobel. En 1970 otro
científico estadounidense, Har Gobind Khorana,
consiguió reconstruir en el laboratorio
-después de diez años de intenso trabajo– todo
un gen; el mismo biólogo sintetizaba en 1976 una
molécula de ácido nucleico compuesta por 206 bases.
También Khorana recibió el premio Nobel.

Partiendo de que la escritura de
las cuatro letras tiene validez universal en todos los seres
vivos, sean bacterias,
virus,
levaduras, plantas, animales o seres
humanos, a los biólogos de los años setenta se les
presentaba la gigantesca tarea de ir descifrando las secuencias
de ADN de los múltiples seres vivos.

La manipulación del genoma de algunos organismos
para la expresión, in activación o intercambio de
genes, es considerada hoy por hoy como una herramienta poderosa,
para las ciencias medicas y biológicas a nivel
básico e intermedio, incidiendo sobre el desarrollo de la
investigación científica, así
mismo su aplicabilidad contribuye a la resolución de
problemas
específicos.

En la actualidad el desarrollo biotecnológico que
ha generado la biología molecular permite manejar y
manipular a voluntad el genoma de algunos organismos de forma muy
precisa, a través del uso de herramientas
de origen biológico tales como Enzimas de
restricción, plasmidos, virus, etc. De tal manera que hoy
en día la biología molecular, permite manejar el
genoma de distintos organismos (Animales, Plantas, Bacterias y
Virus) para fines de investigación y aplicabilidad en las
ciencias básicas, es pues que con estas
metodologías es posible la manipulación y el
mejoramiento de diversos organismos.

Pocos avances han revolucionado tanto la biología
molecular como la
clonación animal. Pues a partir del nacimiento de la
oveja Dolly en 1996, primer clon derivado de un animal adulto, se
inició una nueva era científica caracterizada por
una creciente desmitificación de las células
diferenciadas como entes inmutables en su organización nuclear y estructura
cromatínica, y por una mejor comprensión de los
mecanismos que regulan el desarrollo(Bren L. 2003) 6,
9.

Este trabajo revisará algunos de los logros y de
las limitaciones de las técnicas
utilizadas, tanto en la clonación como en la manipulación
genética, así como las perspectivas que su
aplicación permite vislumbrar hacia un futuro
próximo.

Los seres humanos son producto de un
proceso
evolutivo que comenzó hace aproximadamente 3,900 millones
de años 1, 4, cuando aparecieron sobre la faz
de la tierra las
primeras criaturas unicelulares capaces de vivir sin oxígeno
y adaptadas a las altas temperaturas reinantes.

Según Domínguez et al. (1999) 5
"la evolución es el proceso por el cual los
seres vivos se han originado los unos de los otros por
descendencia y cambios más o menos graduales a lo largo
del tiempo y
originándose por transformación especies nuevas".
El producto más perfecto de este proceso, siempre en
marcha, es el hombre. Los
antecesores del ser humano se deben buscar en las primeras formas
de vida que aparecieron sobre la tierra, esto
es, en microorganismos muy simples, que, con el transcurso de
tiempo, adquirieron una mayor complejidad, en la medida en que
experimentaron transformaciones que les permitieron interactuar
más favorablemente con el entorno.

La célula es
uno de los hallazgos más significativos que el hombre ha
efectuado a lo largo de su constante búsqueda. Cada
célula es un universo que
contiene la información necesaria para que se manifiesten
las características físicas de un individuo. La
información reside en los genes, estructuras
que son objeto de estudio de la disciplina
científica conocida como Genética.

De la mano de la ciencia
genética va la tecnología, por
cuenta de la ingeniería
genética, que se ocupa de la transferencia de genes de
un organismo a otro y de crear nuevos genes para nuevos
individuos potenciales creados a voluntad. También
está la Genómica, que proporciona los datos necesarios
para la ingeniería genética, como los genes
que se han de transferir, dónde hallarlos y cómo
actúan. Por otro lado aparece la clonación,
tecnología que permite la aplicación de todo el
poder de la
ingeniería genética y de la genómica en
animales y en plantas (Wilmut I 2000) 6.

Son estas las herramientas que la biología
molecular ofrece hoy por hoy para las ciencias biológicas
para generar soluciones a
los problemas específicos de la producción, en la medicina, y en
otros campos donde intervienen los procesos
biológicos.

La manipulación genética de animales y
microorganismos hasta ahora consistía en añadir
genes para obtener los productos
proteicos en cantidades elevadas con poco costo (insulina,
hormona de crecimiento, factores de la coagulación,
proteínas de interés
médico etc.). En plantas y bacterias se han usado estas
técnicas con los mismos fines y además se han
conseguido cultivos más rentables porque crecen
más, se hacen resistentes a aparte de otras
múltiples ventajas (Piulats,
2003).11

TÉCNICAS DE MANIPULACIÓN
GENÓMICA EN ANIMALES.

Hoy en día las técnicas de
manipulación genómica en animales son muy variables y
son adaptables según lo propuesto por los investigadores
de acuerdo a los recursos de cada
investigador y con la finalidad de implementar nuevas
técnicas, pero aun así se siguen las establecidas
por lo protocolos de
investigación de los descubridores de dichas
técnicas.

Las principales técnicas de manipulación
genómica en animales hoy por hoy son: a)
transgenésis y b) Mutagénesis dirigida (Gene
Tergeting) con la finalidad de mejorar o modificar algunas
características genéticas en animales de
producción.

Transgénesis.

El significado de la palabra Transgénesis o
trasferencia de genes mediante técnicas ratifícales
o de laboratorio, contemplan la incorporación de un gen
extraño, es decir proveniente de otra especie en el genoma
de un individuo. En un animal transgénico ideal el gen
añadido es funcional y puede heredarse de una
generación a otra de manera norma (Borrelli, E. et al
1989).12El objetivo de la
transferencia de genes es que el animal produzca una
proteína o adquiera un fenotipo que normalmente no
manifiesta. En tiempos más recientes se han desarrollado
varias técnicas que permiten la transferencia de genes de
una especie a otra. Una de las mas utilizadas es la llevada acabo
mediante la microinyección directa de genes (Fig. 1.
1) (ADN) dentro del pronúcleo del embrión en el
estadio temprano (una sola célula) (Palmiter, 1986,
Jaenisch, R. 1976)13,14. Otra estrategia de
estudio para la trasferencia de genes es contemplar la
utilización del espermatozoide como vector de genes
(Bracket, B. G. 1998)15, 16.

Con el empleo de
estas técnicas se puede únicamente añadir
material genético, pero en ciertas aplicaciones no se
puede modificar in- situ. Para esto último se han
desarrollado otras estrategias como
Mutagénesis dirigida, la cual mencionaremos a
continuación.

Fig. 1. 1 Microinyección del
ADN en el pronúcleo del ovocito fecundado y en
células embrionarias.

Fig. 1. 2 Microinyección del
ADN.

Mutagénesis dirigida.

El termino de Mutagénesis dirigida se refiere al
hecho de modificar la estructura molecular de un gen especifico
en células embrionarias indiferenciadas (Células
ES) o en células somáticas ya sea fetales o de
individuos adultos cultivadas in vitro (Harrison, s. J. et
.al 2002, Galli, C. et. al 1994) 17,18.

El núcleo de estas células modificadas
(transgénicas) puede ser trasferido a ovocitos maduros
enucleados y, como resultado del trasplante nuclear, se obtiene
un animal con una mutación determinada. Esta es una
herramienta muy poderosa ya que, además de brindar la
oportunidad de conocer el funcionamiento de un gen en particular
en el animal completo ( Durante el desarrollo o en el adulto ),
También brinda la posibilidad de producir animales que
pueden servir como modelos de
enfermedades
humanas y, por lo tanto, pueden ser utilizados para desarrollar
estrategias terapéuticas para combatirlas (Wright, G. et.
al. 1991, Rudolph, U. and Möhler, H.
1999)19,20.

Es pues que mediante la utilización de esas
técnicas es posible la manipulación del genoma de
algunos animales, cabe mencionar que los animales sujetos a
manipulación son muchos pero entre los más comunes
están los siguientes:

Fig.1. 2 Microinyección
pronúclear y Mutagénesis dirigida.

Es pues que pasamos a otra manera de intervenir o
manipular el genoma de los animales por medio de la
clonación que si bien es una herramienta de la biotecnología y de la ingeniería
Genética.

Debemos esbozar y comprender muy bien el significado de
la palabra clonación.

¿QUÉ SIGNIFICA
"CLONACIÓN"?

La palabra clonación (del griego klon:
retoño) tiene diferentes significados. En su
acepción más común, significa la
obtención de uno o de varios individuos, bien sea a partir
de una célula (diferenciada o indiferenciada), o
simplemente, a partir de un núcleo. Los individuos
así clonados son idénticos o casi idénticos
al original.

En un sentido más estricto, dentro del contexto
de la ingeniería genética, la clonación
consiste en aislar y amplificar o multiplicar un gen determinado
o de un segmento de ADN, procedimiento que
se lleva a cabo dentro de un tubo de ensayo (Bren
L.2003)22.