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CLONACION

Clonación: problemas a superar

- bajos porcentajes de desarrollo y gestación

- anormalidades físicas.

- alta mortalidad perinatal.

Reprogramación insuficiente

Clonación por transferencia de núcleos.

Manipulación mecánica del embrión:

enucleación del recipiente y transferencia del núcleoactivación del recipiente.

Interacciones entre el citoplasma recipiente y el núcleo transferido.

reprogramación del núcleo transferido.

Aplicaciones de la clonación.

Diferenciación celular: Pérdida de genesModulación expresión génica

Spemann (1938): experimento de transferencia de núcleos

Totipotencia del núcleo

Experimento propuesto por Spemann

Núcleo célula somática diferenciada (adulto)

Citoplasma de un zigoto

Desarrollo: núcleo totipotente

No desarrollo: núcleo no totipotente

Experimentos con anfibios

Briggs y King 1952 Blástula, gástrulaGurdon 1986 Mucosa intestino de renacuajo

Queratinocitos, músculo, eritrocitos de adulto

Individuos adultos fértiles

Renacuajos (no metamorfosis)

No se consigue desarrollo de adulto a adulto

Mejores resultados al utilizar oocitos como recipientes

Experimentos en mamíferos: avances metodológicos

Microinyección, traumático (Briggs y King 1952)

Transferencia no traumática (McGrath y Solter 1983)

Visualización de los cromosomas (Tsunoda 1988)

Experimentos en mamíferos: a partir de 1983

Se consigue clonar individuos adultos a partir de células embrionariasde ratón, vaca, oveja, cerdo y conejo.

Se consigue desarrollo a blastocito a partir de células diferenciadas de individuos adultos (timocitos, granulosa, fibroblastos).

Imprinting.

Mejores resultados al usar citoplasma de oocito

Conclusión: No es posible clonar individuos adultos mediante transferencia de núcleos. Barrera biológica.

Es un problema metodológico

Condiciones para una clonación exitosa

El núcleo debe contener toda la información presente en el zigoto

Esta información debe ser accesible. Debe ser posible reprogramar el núcleo transferido.

Evitar daños producidos por o a consecuencia de la transferencia de núcleos.

Programa de desarrollo

DiferenciaciónAdulto

Muertegametos+

Reprogramación

DiferenciaciónAdulto

Transferencia de núcleos + Reprogramación

Reprogramación

Silenciar genes característicos de la célula de origen

Activar genes característicos del citoplasma recipiente

Mantener la capacidad de progresar, silenciando yactivando genes, en el desarrollo a adulto fértil

“ Rebobinar” el programa de diferenciación

Barrera biológica: diferenciación celular irreversible

Problema metodológico: factores que afectan a la supervivencia del embrión reconstruido

I Tipo de recipiente utilizado

Factores de reprogramación en el oocito

II Fase del ciclo celular tanto del núcleo como del citoplasma

Efecto de la fase del ciclo celular

M

S

G1G2

45%

0

0

Efecto de la fase del ciclo celular

60%

15%

12%

Efecto de la fase del ciclo celular

Efecto de la fase del ciclo celular

Núcleos en fase G1 tienen ventajas, son más reprogramables.

¿ Quizás debido a que están totalmente descondensados?

¿Está el DNA “desnudo” de factores de transcripción?

¿Es este DNA más accesible a los factores de reprogramación?

Es complicado sincronizar células en cultivo en G1Es más sencillo inducir quiescencia

Aplicaciones de la clonación.

- Investigación

- Animales de granja transgénicos

- Recombinación homóloga

- Xenotransplantes

Aplicaciones de la clonación. Investigación

Transferencia de núcleos = herramienta de investigación

- control de la diferenciación celular y el desarrollo- restauración de la totipotencia- factores citoplasmáticos- significado de la quiescencia- envejecimiento celular, telómeros

Reprogramación Diferenciación

Aplicaciones de la clonación: animales de granja transgénicos

- Proteínas de interés farmacéutico

- Nutracéuticos

- Modelos de enfermedades

- Xenotransplantes

Polly (1997) factor IX humano (hemofilia B)

Aplicaciones de la clonación: animales de granja transgénicos

- Reduce el coste (tiempo y dinero) de producción

- Posibilita la aplicación de recombinación homóloga

Aplicaciones de la clonación: animales de granja transgénicos

Funciona: Cupido y Diana (1999)

Posibilita la aplicación de recombinación homóloga

Recombinación homólogaCélulas en cultivo

(fibroblastos)

Clonación (TN) Animales knock-out

- Dolly, un hito científico- investigación de la reprogramación- facilita la manipulación genética de los animales de granja- xenotransplantes- clonación humana

Para terminar