La Clonación

 La Clonación

Es el proceso por el que se consiguen, de forma asexual, copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado.

A la hora de levar a cabo un proceso de clonacion 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 ser.
• Ser parte de un ser vivo ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal, 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.

Clonación celular

Clonar una célula consiste en formar un grupo de ellas a partir de una sola. En el caso de organismos unicelulares como bacterias y levaduras, este proceso es muy sencillo, y sólo requiere la inoculación de los productos adecuados.
Sin embargo, en el caso de cultivos de células en organismos multicelulares, la clonación de las células es una tarea difícil, ya que estas células necesitan unas condiciones del medio muy específicas.
Una técnica útil de cultivo de tejidos utilizada para clonar distintos linajes de células es el uso de aros de clonación (cilindros).
 
De acuerdo con esta técnica, una agrupación de células unicelulares que han sido expuestas a un agente mutagénico o a un medicamento utilizado para propiciar la selección se ponen en una alta dilución para crear colonias aisladas; cada una proviniendo de una sola célula potencialmente y clónicamente diferenciada.
En una primera etapa de crecimiento, cuando las colonias tienen sólo unas pocas células; se sumergen aros estériles de poliestireno en grasa, y se ponen sobre una colonia individual junto con una pequeña cantidad de tripsina.
Las células que se clonan, se recolectan dentro del aro y se llevan a un nuevo contenedor para que continúe su crecimiento en forma natural.

Clonación de organismos de forma natural

La clonación de un organismo es crear un nuevo organismo con la misma información genética proveniente de una célula existente. Es un método de reproducción asexual, donde la fertilización no ocurre. En términos generales, sólo hay un progenitor involucrado. Esta forma de reproducción es muy común en organismos como las amebas y otros seres unicelulares, aunque la mayoría de las plantas y hongos también se reproducen asexualmente.
También se incluye la obtención de gemelos idénticos de manera natural. Se considera como una alteración espontánea durante el desarrollo embrionario, ignorándose su causa, aunque existe una correlación familiar estadísticamente significativa.

Clonación de especies extintas y en peligro de extinción

La clonación de especies extintas, ha sido un sueño para muchos científicos.Uno de los objetivos previstos para la clonación fue el mamut, pero los intentos de extraer ADN de mamuts congelados no han tenido éxito.
En 2001, una vaca llamada Bessie dio a luz a un gaur ( un bisonte indio) clonado de Asia, una especie en peligro, pero el ternero murió después de dos días.
En 2003, un banteng (tipo de toro) fue clonado con éxito, además también fueron clonadas con éxito tres fieras de África a partir de embriones congelados. Éstos éxitos han dado esperanzas sobre la posibilidad de que otras especies extintas puedan ser clonadas. De cara a esta posibilidad; las muestras de tejidos del último bucardo (cabra montesa) fueron congelados rápidamente tras su muerte.
 
Los investigadores también están considerando la clonación de especies en peligro de extinción como el panda gigante, el ocelote, y guepardos.
En 2002, los genetistas en el Museo Australiano anunciaron que habían replicado el ADN del Tigre de Tasmania, extinto hace 65 años con la reacción en cadena de la polimerasa. Sin embargo en el año 2005, tuvieron que parar el proyecto ya que las células no se habían conservado bien.
Uno de los obstáculos en el intento de clonar especies extintas es la necesidad de mantener el ADN en perfecto estado.

Los problemas éticos de la clonación          

La clonación plantea a día de hoy serios problemas en la sociedad y sobre todo en el mundo de la ciencia, donde hay destacables partidarios de una y otra postura.

El profesor Harry Griffin, uno de los padres de la oveja Dolly, dijo que lo más terrible, en el caso de que viera la luz un niño clonado, sería el hecho de ignorar por completo el legado oculto en sus genes. Una herencia transmitida de generación en generación que puede esconder aberraciones o enfermedades genéticas terribles: envejecimiento prematuro, cánceres, dolencias neurológicas y psiquiátricas hasta ahora desconocidas. En suma una serie encadenada de trastornos genéticos para los que hoy no tiene remedio la ciencia y que podría situar a la especie humana al borde de la extinción. Esto sin hablar de la clonación para conseguir óganos de repuesto.

Los científicos presentes en esta conferencia fueron categóricos en sus juicios, y no dudaron en juzgar las afirmaciones del físico Richard Seed, de irresponsables. En clara alusión a este  “puede darse el caso de un señor todopoderoso capaz de de crear una persona a su imagen y semejanza: puede hacer un clon de si mismo porque tiene dinero para costearlo”. Pero antes de llegar a ese momento, habrá dejado detrás de si un reguero de irresponsabilidades y bebés malformados.

Tejidos animales

Existen cuatro tejidos animales fundamentales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso

• Tejido muscular

  El tejido muscular es un tejido que está formado por las fibras musculares (miocitos). Compone aproximadamente el 40—45% de la masa de los seres humanos y está especializado en la contracción.
  El tejido muscular consta de tres elementos básicos:
• Las fibras musculares, que suelen disponerse en haces o fascículos.
• Una abundante red capilar.
• Tejido conectivo fibroso de sostén con fibroblastos y fibras colágenas y elásticas. Éste actúa como sistema de amarre y acopla la tracción de las células musculares para que puedan actuar en conjunto. Además conduce los vasos sanguíneos y la inervación propia de las fibras musculares².

Hay tres tipos de tejidos musculares clasificados con base en factores estructurales y funcionales. :

• Músculo estriado voluntario o esquelético: Insertado en cartílagos o aponeurosis, que constituye la porción serosa de los miembros y las paredes del cuerpo.

• Músculo cardíaco: Se forma en las paredes del corazón y se encuentra en las paredes de los vasos sanguíneos principales del cuerpo.

• Músculo liso involuntario: Se encuentra en las paredes de las vísceras huecas y en la mayor parte de los vasos sanguíneos.                                                

                                                                             Músculo liso

• Tejido nervioso

El tejido nervioso comprende billones de neuronas y una incalculable cantidad de interconexiones, que forma el complejo sistema de comunicación neuronal. Las neuronas tienen receptores, elaborados en sus terminales, especializados para percibir diferentes tipos de estímulos ya sean mecánicos, químicos, térmicos, etc. y traducirlos en impulsos nerviosos que lo conducirán a los centros nerviosos. Estos impulsos se propagan sucesivamente a otras neuronas para procesamiento y transmisión a los centros más altos y percibir sensaciones o iniciar reacciones motoras.
Para llevar a cabo todas estas funciones, el sistema nervioso está organizado desde el punto de vista anatómico, en el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNP se encuentra localizado fuera del SNC e incluye los 12 pares de nervios craneales, 31 pares de nervios raquídeos y sus ganglios relacionados.
De manera complementaria, el componente motor se subdivide en:

• Sistema somático los impulsos se originan en el SNC se transmiten directamente a través de una neurona a musculo esquelético.

• Sistema autónomo los impulsos que provienen de SNC se transmiten primero en un ganglio autónomo a través de una neurona; una segunda neurona que se origina en el ganglio autónomo lleva el impulso a músculos liso y músculos cardiacos o glándulas.

• Tejido epitelial

  
  
  El epitelio es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí, que puestas recubren todas las superficies libres del organismo, y constituyen el revestimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo, así como forman las mucosas y las glándulas. Los epitelios también forman el parénquima de muchos órganos, como el hígado. Ciertos tipos de células epiteliales tienen vellos diminutos denominados cilios, los cuales ayudan a eliminar sustancias extrañas, por ejemplo, de las vías respiratorias.
  

  Características

• Cohesión celular: El epitelio constituye un conjunto de células muy unidas entre sí, gracias a uniones intercelulares.
• Presencia de lámina basal: Los epitelios están sujetos a una membrana basal, compuesta de una lámina lúcida y lámina densa que forman la lámina basal, y esta lo tapiza en toda su longitud basal y lo separa del tejido conectivo.
• Tejido avascular: El epitelio no posee vasos sanguíneos, por lo que no tiene irrigación sanguínea propia.
• Polarización:Tienen un polo luminal o apical cuya superficie está en contacto con el exterior del cuerpo o con la luz del conducto o cavidad.
• Regeneración: Los epitelios están en continua regeneración: Las células epiteliales tienen un ciclo celular de corta duración, debido al desgaste continuo al que están sometidas.
• Desarrollo embrionario de los epitelios: Los epitelios son los primeros tejidos que aparecen en la ontogenia, pudiendo derivar de cualquiera de las tres hojas o capas celulares que constituyen el embrión: mesodermo, ectodermo o endodermo.

Función del tejido epitelial

• Protección: Los epitelios protegen las superficies libres contra el daño mecánico.
• Secreción de sustancias:Adquiere la capacidad de sintetizar y secretar moléculas que producen efecto específico.
• Absorción de sustancias.
• Recepción sensorial: Los epitelios contienen terminaciones nerviosas sensitivas que son importantes en el sentido del tacto en la epidermis, del olfato en el epitelio olfativo, del gusto en epitelio lingual y forman los receptores de algunos órganos sensoriales.
• Excreción: Es la función que realiza los epitelios glandulares.
• Transporte: Es una de las funciones que realizan el epitelio respiratorio al movilizar el moco al exterior mediante el movimiento de los cilios.

• Tejido conectivo

   Componentes del tejido

  Como todo tejido, está constituido por células y componentes extracelulares asociados a las células. La sustancia fundamental y las fibras son los componentes extracelulares de los cuales dependen mayoritariamente las carácterísticas morfofisiológicas de los tejidos conectivos en general.

  Sustancia fundamental

  La sustancia fundamental (SF) es un material translúcido, extensamente hidratado y de consistencia gelatinosa, en el que están inmersas las células y las fibras tisulares y otros componentes en solución.

Fibras

Las fibras que componen la matriz intercelular pueden ser de varios tipos: fibras colágenas, fibras elásticas y microfibrillas. Los fibroblastos son las principales células productoras de las fibras colágenas y elásticas; otros tipos de células de origen mesenquimal también sintetizan fibras y también las células epiteliales.

Fibras colágenas 

Las fibras colágenas sirven para resistir estiramientos y están presentes en todo tipo de tejido conjuntivo en particular los tendones, los ligamentos y las fascias.

Fibras reticulares
Forman parte de una red de soporte, son inelásticos presentes envolviendo órganos. Antiguamente consideradas fibras diferentes, son fibras compuestas por colágeno tipo III.

Fibras elásticas 

Las fibras elásticas están compuestas por dos tipos de proteínas: la elastina y la fibrilina. Son fibras más delgadas que las fibras colágenas y abundan en tejidos conectivos laxos.

Microfibrillas 

La fibrilina es una glucoproteína fibrilar asociada especialmente a las fibras elásticas y abundante en la lámina basal de los epitelios

Células del tejido conjuntivo

Aunque algunas de ellas son levemente móviles (células libres), las células del tejido conjuntivo son esencialmente fijas e inmóviles (células sésiles).

• Células mesenquimales. Son característicos en los estados embrionario y fetal como elemento celular en el tejido mesenquimal.
• Fibroblastos. Células altamente basofílicas debido a su alto contenido de Retículo Endoplasmático. Llamados fibrocitos en su estado inactivo.
• Adipocitos o células adiposas. Son células que almacenan grasa, constituyendo ésta el máximo bulto de su citoplasma. Tputaíneo en respuesta a una infección bacterial.
• Células reticulares. Tienen forma de estrella y participan junto con las fibras reticulares en glándulas y el sistema linfoide.
• Glóbulos blancos. Los componentes celulares del sistema inmune, de varios tipos y funciones. También llamados leucocitos.

Glúcido

Glúcido

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρ "azúcar") son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno y cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.

Los glúcidos constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales como carbonilo e hidroxilo. 

Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

Características

Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono e hidrógeno y, en una menor cantidad, de oxígeno.Tienen enlaces químicos difíciles de romper de tipo covalente, pero que almacenan gran cantidad de energía, que es liberada cuando la molécula es oxidada. En la naturaleza son un constituyente esencial de los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos, siendo los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza.
Los glúcidos cumplen dos papeles fundamentales en los seres vivos. Por un lado son moléculas energéticas de uso inmediato para las células (glucosa) o que se almacenan para su posterior consumo (almidón y glucógeno). Por otra parte, algunos polisacáridos tienen una importante función estructural ya que forman parte de la pared celular de los vegetales (celulosa).

Tipos de glúcidos

Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos

Artículo principal: Monosacárido.

Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH₂O)_n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes. Por tanto se definen químicamente como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.
Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la posición del grupo carbonilo, el número de átomos de carbono que contiene y su quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Los monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son llamados triosas; aquellos con cuatro son llamados tetrosas, lo que poseen cinco son llamados pentosas, seis son llamados hexosas y así sucesivamente. Los sistemas de clasificación son frecuentemente combinados; por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis átomos de carbono), la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco átomos de carbono) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de seis átomos de carbono).
Cada átomo de carbono posee un grupo de hidroxilo (-OH), con la excepción del primero y el último carbono, todos son asimétricos, haciéndolos centros estéricos con dos posibles configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto número de isómeros. Por ejemplo la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH₂O)₆, de la cual, exceptuando dos de sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de los estereoisómeros posibles. En el caso del gliceraldehído, una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales son enantiómeros y epímeros (1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente, es una molécula simétrica que no posee centros quirales). La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L. Como los D azúcares son los más comunes, usualmente la letra D es omitida.

Ciclación

Ciclación de la glucosa.

El grupo aldehído o cetona en una cadena lineal abierta de un monosacárido reaccionará reversiblemente con el grupo hidroxilo sobre un átomo de carbono diferente en la misma molécula para formar un hemiacetal o hemicetal, formando un anillo heterocíclico, con un puente de oxígeno entre los dos átomos de carbono. Los anillos con cinco y seis átomos son llamados formas furanosa y piranosa respectivamente y existen en equilibrio con la cadena lineal abierta.
Durante la conversión de la forma lineal abierta a la forma cíclica, el átomo de carbono conteniendo el oxígeno carbonilo, llamado el carbono anomérico, se transforma en un centro quiral con dos posibles configuraciones: el átomo de oxígeno puede tomar una posición arriba o abajo del plano del anillo. El par de estereoisómeros resultantes son llamados anómeros. En el α-anómero, el -OH sustituyente sobre el carbono anomérico se encuentra en el lado opuesto del anillo (posición trans) a la cadena CH₂OH. La forma alternativa, en la cual el sustituyente CH₂OH y el grupo hidroxilo sobre el carbono anomérico están en el mismo lado (posición cis) del plano del anillo, es llamado β-anómero. Como el anillo y la forma abierta se interconvierten, ambos anómeros existen en equilibrio.

Uso en células

Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo, siendo usado tanto como una fuente de energía (la glucosa es la más importante en la naturaleza) y en biosíntesis. Cuando los monosacáridos no son necesitados para las células son rápidamente convertidos en otra forma, tales como los polisacáridos.
La ribosa y la desoxirribosa son componentes estructurales de los ácidos nucléicos.

Disacáridos

Artículo principal: Disacárido.

Hidrólisis de la Lactosa. 1. Galactosa. 2. Glucosa.

Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H₂O, de manera que la fórmula de los disacáridos no modificados es C₁₂H₂₂O₁₁.
La sacarosa es el disacárido más abundante y la principal forma en la cual los glúcidos son transportados en las plantas. Está compuesto de una molécula de glucosa y una molécula de fructosa. El nombre sistemático de la sacarosa , O-α-D-glucopiranosil-(1→2)- β-D-fructofuranósido, indica cuatro cosas:

• Sus monosacáridos: Glucosa y fructosa.Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρ "azúcar") son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. La glucosa, el glucógeno y el almidón son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa forma la pared celular de las células vegetales y la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.

Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser de solubilidad.

• Disposición de las moléculas en el espacio: La glucosa adopta la forma piranosa y la fructosa una furanosa.
• Unión de los monosacáridos: El carbono anomérico uno (C1) de α-glucosa está enlazado en alfa al C2 de la fructosa formando 2-O-(alfa-D-glucopiranosil)-beta-D-fructofuranosido y liberando una molécula de agua.
• El sufijo -ósido indica que el carbono anomérico de ambos monosacáridos participan en el enlace glicosídico.

La lactosa, un disacárido compuesto por una molécula de galactosa y una molécula de glucosa, estará presente naturalmente sólo en la leche. El nombre sistemático para la lactosa es O-β-D-galactopiranosil-(1→4)-D-glucopiranosa. Otro disacárido notable incluyen la maltosa (dos glucosa enlazadas α-1,4) y la celobiosa (dos glucosa enlazadas β-1,4).

Oligosacáridos

Artículo principal: Oligosacárido.

Estaquiosa, tetrasacárido formado por una glucosa, dos galactosas y una fructosa.

Los oligosacáridos están compuestos por tres a nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los disacaridos (como la lactosa ), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc.
Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfa-Gal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc modificaciones.

Polisacáridos

Artículo principal: Polisacárido.

Amilopectina.

Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos, resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es: (C₆ H₁₀ O₅)_n. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos y su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.
El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada).
En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.
La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa es usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza. Se encuentra en los exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos. Tiene diversos usos: en hilos para sutura quirúrgica.
Otros polisacáridos incluyen la calosa, la laminarina, la maltodextrina, el xilano y la galactomanosa. 

Función de los glúcidos

Los glúcidos desempeñan diversas funciones, entre las que destacan la energética y la estructural.

Glúcidos energéticos

Los mono y disacáridos, como la glucosa, actúan como combustibles biológicos, aportando energía inmediata a las células; es la responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la presión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. Los glúcidos aparte de tener la función de aportar energía inmediata a las células, también proporcionan energía de reserva a las células.

Glúcidos estructurales

Algunos polisacáridos forman estructuras esqueléticas muy resistentes, como la celulosa de las paredes de células vegetales y la quitina de la cutícula de los artrópodos.

Otras funciones

La ribosa y la desoxirribosa son constituyentes básicos de los nucleótidos, monómeros del ARN y del ADN.
Los oligosacáridos del glicocáliz tienen un papel fundamental en el reconocimiento celular.