La clonación (del griego κλÏŽν,
'retoño, rama') (copia idéntica de un organismo a partir de su
ADN) puede definirse como
el proceso por el que se consiguen, de forma asexual, copias
idénticas de un organismo, célula o molécula ya
desarrollado.
Se deben tomar en cuenta las siguientes características
En primer lugar se necesita clonar las células, ya que no se puede hacer un
órgano o parte del
'clon' si no se cuenta con las células que forman a dicho cuerpo.
Ser parte de un organismo ya 'desarrollado',
porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado
organismo, y sólo cuando es adulto se pueden conocer sus características.
Por otro lado, se trata de crearlo de forma asexual.
La reproducción sexual no permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera
diversidad múltiple.
La terapia génica consiste en la inserción de genes funcionales
ausentes en el genoma de un individuo. Se
realiza en lascélulas y tejidos con el objetivo de tratar una
enfermedad o realizar unmarcaje.
La técnica todavía está en desarrollo, motivo por el cual su aplicación se
lleva principalmente a cabo dentro de ensayos clínicos controlados, y
para el tratamiento de enfermedades severas o bien de tipo hereditario o
adquirido. Al principio se planteó sólo para el tratamiento
de enfermedades genéticas, pero hoy en día se plantea ya para casi cualquier
enfermedad.
Entre los criterios para elegir este tipo de terapia se encuentran
Enfermedad letal sin tratamiento.
La causa sea un único gen que esté ya clonado.
La regulación del
gen sea precisa y conocida.
La ADN polimerasa es la enzima principal en el proceso de replicación.
Partiendo de una cadena inicial o “primer” la ADN polimerasa es capaz de añadir
nucleótidos complementarios a la cadena molde estableciendo enlaces
fosfodiéster. La ADN polimerasa sólo puede catalizar el crecimiento de la
cadena inicial en dirección 5'-3'. La ADN polimerasa también se encarga de la reparación
del ADN asociada a la replicación.
Hay 5 ADN polimerasas diferentes bien caracterizadas,diferenciándose en su
localización, actividad y sensibilidad a los inhibidores: alfa, beta, gamma,
delta y épsilon:
• Fase S (del inglés
Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en
la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y
queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares
y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8
horas.
• Fase G2 (del inglés
Growth o Gap 2): Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la
síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período
se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el
principio de la división celular. Tiene una duración entre 3
y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a
condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n
4c, ya que se han duplicado los cromosomas, teniendo
ahora dos cromátidas cada uno.
FASE M (MITOSIS Y CITOCINESIS)
Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas,
células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos
células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en:
profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la
telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 h, la fase
M duraría alrededor de media hora (30 minutos).
3 REGULACIÓN DEL
CICLO CELULAR
Esquema
global de los elementos más relevantes implicados en la regulación del
ciclo celular.
La regulación del
ciclo celular, en organismos eucariotas, puede contemplarse desde la
perspectiva de la toma de decisiones en puntos críticos, especialmente en la
mitosis.6 de este modo, se plantean algunas preguntas.
• scómo se replica el adn una única vez? Una pregunta interesante es cómo se mantiene la euploidía celular.
Sucede que, en la fase g1, la cdk(ciclina) promueve la adición al complejo de
reconocimiento del origen de replicación del adn de unos reguladores llamados
cdc6, los cuales reclutan a mcm, formando un complejo prerreplicativo del adn,
que recluta a la maquinaria de replicación genética. Una vez que se inicia la
fase S, la Cdk-S produce la disociación de Cdc6 y su posterior proteólisis, así
como la exportación al citosol de Mcm, con lo que el origen de replicación no
puede, hasta el ciclo siguiente, reclutar un complejo prerreplicativo (las
degradaciones proteolíticas siempren conllevan irreversibilidad, hasta que el
ciclo gire). Durante G2 y M se mantiene la unicidad de la estructura de
prerreplicación, hasta que, tras la mitosis, el nivel de actividad Cdk caiga y
se permita la adición de Cdc6 y Mdm para el ciclo siguiente.
• sCómo se entra en mitosis? La ciclina B, típica en
la Cdk-M, existe en todo el ciclo celular. Sucede que la Cdk
(ciclina) está habitualmente inhibida por fosforilación mediante la proteína
Wee, pero, a finales de G2, se activa una fosfatasa llamada Cdc25 que elimina
el fosfato inhibidor y permite el aumento de su actividad. Cdk-M inhibe
aWee y activa a Cdc25, lo que produce una retroalimentación positiva que
permite la acumulación de Cdk-M.
• sCómo se separan las cromátidas hermanas? Ya en
mitosis, tras la formación del
huso acromático y superación del
punto de restricción de unión a cinetocoros, las cromátidas han de eliminar su
esqueleto de cohesinas, que las unen. Para ello, Cdk-M favorece la activación
de APC, una ligasa de ubiquitina, por unión a Cdc20. Esta APC ubiquitiniza y
favorece la ulterior degradación en el proteasoma de la segurina, inhibidor del
enzima separasa que debe escindir las cohesinas.
Metafase tardía: placa metafásica previa a la separación de las cromátidas.
• sCómo se sale de mitosis? Una
• Las ADN polimerasas delta y epsilon dirigen la replicación de la cadena
conductora o “leading strand” que es la cadena que crece de 5' a 3' en mismo
sentido que crece la nueva copia de ADN. La ADN polimerasa epsilon parece que
también está involucrada en un tipo de reparación del
ADN. Además, las ADN polimerasas gamma, delta y epsilon tienen actividad
exonucleasa 3'-5' y, por tanto, son capaces de eliminar los nucleótidos del extremo 3' que han sido
incorporados incorrectamente en un proceso conocido como corrección de pruebas.
• La ADN polimerasa alfa participa en el proceso de replicación del ADN
dirigiendo la replicación de la cadena retardada o “lagging strand” que es la
cadena que crece de 3' a 5' que es el sentido contrario al del crecimiento
global de la nueva copia de ADN.
• La ADN polimerasa beta se encarga de los procesos de reparación del ADN.
• La ADN polimerasa gamma realiza la replicación del
ADN mitocondrial.