Tema 15 Las mutacionesw y la ingeniería genética - Mario Sánchez

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Biología 2º Bachillerato Las mutaciones y la ingeniería genética 
 
 
1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
UNIDAD 15. LAS MUTACIONES Y LA INGENIERÍA GENÉTICA 
 
 
1. LAS MUTACIONES 
 
Las mutaciones son alteraciones en la información genética que se producen de manera 
inesperada y aleatoria, debido a errores en los mecanismos de replicación-reparación del ADN 
y/o errores en el reparto de cromosomas en la división celular. 
 
- Según la causa que las origina pueden ser espontáneas (naturales) o inducidas por 
agentes mutágenos. 
 
- Según las células afectadas, las mutaciones pueden ser somáticas (no se transmiten) y 
germinales (se transmiten). Las mutaciones de células somáticas, salvo las cancerosas, 
carecen de importancia pues no se transmiten, mientras que las mutaciones de células 
reproductivas si son transcendentes. 
 
- Según sus efectos se clasifican en beneficiosas, neutras y perjudiciales (que a su vez 
pueden ser letales cuando mueran más del 90%, subletales si mueren menos del 10% y 
patológicas). 
 
- Según el tipo de expresión génica pueden ser dominantes y recesivas. Generalmente son 
recesivas, permaneciendo ocultas. 
 
- Según la alteración genética provocada existen 3 tipos de mutaciones: génicas, 
cromosómicas y genómicas. 
 
 
1.1 Mutaciones génicas o moleculares. 
 
Son alteraciones en la secuencia de nucleótidos de un 
gen, afectando a su estructura. Son las mutaciones en 
sentido estricto y no pueden ser observadas al 
microscopio. Como ya sabes, un gen es un segmento de 
ADN (una secuencia de nucleótidos) que lleva 
información para fabricar una determinada proteína. Los 
genes se localizan en los cromosomas. Las mutaciones 
génicas pueden ser: 
 
a) Por sustitución de pares de bases: 
 Transición: sustitución de una base purica por 
otra púrica, o una pirimidínica por otra. 
 Transversión: sustitución de una base púrica por 
pirimidínica o viceversa. 
 
Las sustituciones sólo modifican un triplete y no afectan 
a los demás, sólo modifican un aminoácido de una 
proteína por lo que no suelen ser perjudiciales (20% 
mutaciones). 
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b) Por corrimiento del orden de lectura debido 
a inserciones o delecciones de uno o más 
pares de bases. Salvo que adiciones y 
delecciones se compensen entre sí, esto 
implica un corrimiento del orden de lectura 
de los tripletes y la alteración de muchos 
aminoácidos (80% mutaciones). 
 
Las células poseen distintos mecanismos para reparar 
las alteraciones del ADN. Diversos grupos de enzimas 
corregirán los errores del proceso de replicación 
(repasar tema anterior). 
 
 
1.2 Mutaciones cromosómicas o estructurales. 
 
Son cambios en la estructura interna de los 
cromosomas por lo que pueden detectarse al 
microscopio. La secuencia de bases no está alterada 
pero sí el orden o el número de genes. 
 
- Delección o pérdida de un fragmento. En el 
cromosoma 5 humano se conoce como síndrome 
del “grito del gato”; en el 18 es el síndrome de la 
“boca de carpa”. Cuando afecta a la pareja de 
homólogos suele ser letal. Se detectaron por 
bandeo cromosómico o formación de asas o 
escalones durante el emparejamiento de 
homólogos en Profase I. 
 
- Duplicación o repetición de un segmento del 
cromosoma. El síndrome de Pallister Kilian afecta 
al cromosoma 12. Puede ocurrir que la réplica se 
localice en el mismo cromosoma o en otro 
homólogo, o que se haya independizado. 
 
 
 
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- Inserción de un segmento de cromosoma. 
 
- Inversión o cambio de sentido de un fragmento. 
Si incluye al centrómero se llama inversión 
pericéntrica y si no, paracéntrica. La que afecta la 
cromosoma 8 se llama síndrome de Ambras o del 
“hombre lobo”. 
 
- Translocación o cambio de posición de un 
segmento del cromosoma. Si ocurre entre dos 
cromosomas no homólogos se llama 
translocación recíproca. Si no hay reciprocidad 
sino que ocurre dentro del mismo cromosoma 
también se llama transposición. Un ejemplo es la 
leucemia granulocítica grave. 
 
Inversiones y translocaciones, aunque no suponen pérdida ni ganancia de material genético, 
pueden provocar alteraciones en los descendientes. 
 
 
1.3 Mutaciones genómicas o numéricas. 
 
Afectan al número de cromosomas o al conjunto del juego cromosómico. Se detectan 
fácilmente al examinar el cariotipo de un individuo. Suelen tener consecuencias graves. 
 
 Fusión céntrica de dos cromosomas no homólogos con pérdida del centrómero de uno de 
ellos. Es el origen del cromosoma 2 humano a partir de dos cromosomas de un primate 
ancestral y que todavía poseen los chimpancés (cromosoma 2A y cromosoma 2B). 
 
 Fisión céntrica o escisión de un cromosoma en dos. 
 
 Aneuploidia o alteración en el número normal de ejemplares de uno o más tipos de 
cromosomas es decir es la alteración de una parte del juego cromosómico, presentándose 
cromosomas de más o de menos. Afecta tanto a autosomas como a cromosomas sexuales: 
 
- Nulisomías: si falta una pareja (2n-2). Son letales. 
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- Monosomías: falta un miembro de la 
pareja (2n-1). Síndrome de Turner o 
monosomía de cromosomas sexuales (X0). 
- Trisomías: un cromosoma de más en una 
pareja (2n+1). En las plantas son 
frecuentes. Síndrome de Down o trisomía 
del cromosoma 21 (47 cromosomas). 
Síndrome triple X o trisomía de 
cromosomas sexuales (XXX). Síndrome de 
Klinefelter (XXY). 
- Tetrasomías: existen cuatro ejemplares de 
un cromosoma (2n+2). 
 
 
 Euploidía o alteración en el número de dotaciones 
o juegos cromosómicos en relación al número 
normal de cromosomas de una especie. Un juego 
cromosómico está constituido por un cromosoma 
de cada tipo, por lo que un individuo diploide tiene 
en sus células somáticas dos juegos cromosómicos. 
Un gameto tiene un solo juego cromosómico. 
 
 Haploidía o monoploidía, una dotación o juego 
cromosómico. 
 Poliploidía, más de dos dotaciones 
cromosómicas: triploidías, tetraploidías… Se 
puede distinguir entre autopoliploidía, cuando 
todas las dotaciones provienen de una misma 
especie y alopoliploidía cuando proceden de la 
hibridación de dos especies diferentes. En 
plantas son típicas las poliploidías y producen 
individuos de gran tamaño, con frutos y flores 
grandes. 
 
 
 
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2. AGENTES MUTÁGENOS 
 
Son factores que aumentan la frecuencia normal de mutación, alterando el ADN o modificando 
la estructura de los cromosomas: 
 
 Agentes físicos: radiaciones: producen cambios enzimáticos, alteraciones en la estructura 
cromosómica o cambios químicos en el ADN. 
 Ionizantes: Producen cambios en la materia al ionizar los átomos y moléculas que la 
constituyen. Hablamos de los rayos X, partículas alfa, beta y rayos gamma. Los 
primeros son radiaciones de naturaleza electromagnética, de onda muy corta y muy 
energética. El resto son el resultado de la emisión radiactiva, ya sea de origen 
antrópico (centrales nucleares p.e.) o natural (gas radón, rayos cósmicos). 
 
 No ionizantes (radiaciones ultravioletas, campos electromagnéticos) que originan, por 
ejemplo, dímeros de timina. Agentes químicos: como el ácido nitroso, hidroxilamina, alquilantes, acridinas, AZT... Sus 
efectos suelen ser retardados y se traducen en modificaciones en las bases nitrogenadas, 
en la sustitución de bases y en la inserción de moléculas en la cadena de ADN lo que puede 
provocar corrimientos del orden de lectura. 
 
 Agentes mutágenos biológicos como los trasposones que son segmentos móviles de ADN 
que pueden alteral el ADN original, y ciertos virus pueden contener ADN de una célula 
infectada e insertarlo en aquella a la que infectan. 
 
 
3. MUTACIONES Y CÁNCER. 
 
El cáncer es una enfermedad de la que se conocen más de un centenar de formas, cuya 
característica común es la división incontrolada de células. En la regulación de los procesos que 
pueden desembocar en cáncer se distinguen dos tipos de genes: 
 
 Genes supresores de tumores: se trata de genes que codifican proteínas que inhiben 
la proliferación celular. Para impedir el efecto protector que ejercen sobre el genoma, 
se requiere la mutación de sus dos alelos. 
 
Como recordaréis de lo estudiado sobre el ciclo celular, un importante punto de 
control en las células de mamíferos se sitúa al final de la fase G1 de modo que si la 
célula lo pasa entrará irremediablemente en las fases S, G2 y M: es el llamado punto de 
restricción (punto R). Dicho punto está regulado por el llamado factor de transcripción 
Rb el cual permitirá que se inicie la expresión de los genes implicados en la replicación 
del ADN y el centrosoma. Dicho factor ha de ser previamente activado por un complejo 
de proteínas CdKs-ciclinas, de lo contrario el ciclo no progresará. Pues bien, uno de los 
principales inhibidores del ciclo celular es el factor de transcripción p53, una proteína 
codificada por el gen p53 conocido como el “guardián del genoma” y que está dañado 
en numerosos tipos de cánceres. Si el gen p53 funciona correctamente, ante un daño 
celular o del ADN dicho gen fabricaría dicha proteína que impediría la formación del 
complejo CdKs-ciclinas y por tanto la activación del factor de transcripción Rb, 
deteniéndose el ciclo celular en G1. Pero si el gen está dañado o mutado, como en el 
caso de un cáncer, no podrá fabricar dicha proteína y por eso las células se dividirán 
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indefinidamente. El gen p53 es uno de los genes supresores de tumores más 
conocidos, que además de detener el ciclo (arresto celular), sino que también activa 
las enzimas de reparación del ADN, induce a la célula a entrar en estado de 
senescencia y, si nada da resultado, activa la apoptosis (suicidio celular programado) 
forzando a las células al suicidio cuando el daño en el ADN es irreparable. 
En resumen, las células que presentan los dos alelos del gen p53 mutados, tendrán 
proteína p53 no activa y por lo tanto continuarán dividiéndose a pesar del daño en su 
genoma (ADN), por lo tanto desarrollarán cáncer. Las mutaciones del gen p53 
presentan una alta incidencia en la mayoría de los cánceres humanos. 
 Oncogenes: son genes que provocan un aumento de los estímulos que inducen la 
división celular, sin que estén presentes las señales habituales para ello. Estos genes 
proceden de la mutación de otros denominados protooncogenes los cuales codifican 
proteínas que estimulan la división celular, por ejemplo factores del crecimiento o 
receptores de factores del crecimiento. La mutación de un protooncogen lo 
transforma en un oncogen capaz de originar productos celulares que estimulan la 
división celular de forma incontrolada conduciendo al cáncer, con alteración de los 
mecanismos de control del ciclo celular. 
 
Por otro lado, existen también genes implicados en la reparación de errores en el ADN tras la 
actuación de un agente mutágeno, de manera que una alteración de dichos genes correctores 
implicaría que no se corrigiesen dichos errores lo que contribuiría al desarrollo del tumor. 
 
 
4. MUTACIONES Y EVOLUCIÓN 
 
Una consideración importante es que las mutaciones constituyen una fuente de variabilidad 
que permite la evolución de las especies frente a la selección natural y es que las mutaciones 
permiten la aparición de nuevos genes que antes no existían. En las especies con reproducción 
sexual también es importante la recombinación que se realiza en la meiosis. 
 
No hay que olvidar que las mutaciones perjudiciales tienden a ser eliminadas por la propia 
selección natural, mientras que las beneficiosas suelen pasar desapercibidas en un primer 
momento, por lo que las ventajas evolutivas se manifiestan lentamente aunque por selección 
natural terminan por fijarse en la población. Así, si una mutación proporcionara algún 
beneficio, irá poco a poco sustituyendo al gen original en la población y la proporción de 
portadores irá aumentando. Las mutaciones neutras no se ven afectadas por la selección 
natural, manteniéndose aleatoriamenten en la población. 
 
Las mutaciones se producen al azar, no son una respuesta del organismo para lograr una 
mayor o menor adaptación al medi0- 
 
Se considera que las mutaciones génicas se acumulan en las poblaciones a un ritmo o tasa 
constante, por lo que puede establecerse una relación directa entre las diferencias en las 
secuencias de aminoácidos de proteínas homólogas de distintas especies (fruto de cambios en 
el ADN) y el tiempo transcurrido desde que se separaron evolutivamente (es el llamado “reloj 
biológico). Las mutaciones cromosómicas han hecho posible la duplicación y posterior 
mutación de fragmentos cromosómicos que ha originado diversas cadenas de hemoglobinas. 
Las mutaciones genómicas contribuyen también a la evolución de las especies vegetales que 
las toleran mejor que las animales. 
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5. INGENIERÍA GENÉTICA 
 
La Ingeniería Genética es un término amplio que comprende un conjunto de técnicas que 
permiten manipular el genoma de un ser vivo, ya sea introduciendo nuevos genes, 
eliminando algunos o modificando la información contenida en un gen determinado. 
 
 
5.1. Tecnología del ADN recombinante. 
 
En el ámbito de la ingeniería genética, el término tecnología del ADN recombinante hace 
referencia a la construcción de moléculas de ADN formadas por combinación de fragmentos 
de ADN de organismos distintos. Dichas técnicas permiten separar fragmentos determinados 
del ADN de una célula, obtener estos fragmentos en cantidades ilimitadas, manipularlos y 
transferirlos a células en cultivo o a una línea germinal de animales o plantas, donde el gen 
modificado se incorpora como parte funcional y permanente de su genoma. 
 
Las principales técnicas relacionadas con la ingeniería genética son: 
 
 Técnicas para localizar secuencias específicas de ADN: hibridación. 
 
Se basa esta técnica en el hecho que dos cadenas sencillas de ADN con secuencias de bases 
complementarias hibridan para formar una doble cadena. Así, para localizar una secuencia de 
ADN específica por hibridación construimos una molécula con una secuencia de bases 
complementaria de la secuencia del gen que buscamos y se marca fluorescentemente o 
radiactivamente. Estas secuencias se utilizan como sondas que hibridarán selectivamente con 
la secuencia de ADN que buscamos. Este paso es imprescindible para localizar el gen que nos 
interesa antes de manipularlo, clonarlo o secuenciarlo. 
 
 
 Técnicas para cortar y unir fragmentos de ADN: 
endonucleasas de restricción y síntesis de ADN 
recombinante. 
 
Las endonucleasas de restricción o restrictasas son enzimas 
aisladas de bacterias que cortan el ADN en regiones con 
secuencias específicas, generando fragmentos de ADN 
llamadosfragmentos de restricción. Estos poseen extremos 
de una sola cadena llamados extremos cohesivos que 
tienden a asociarse a otros fragmentos con extremos de 
secuencias complementarias. Se conocen más de 800 de 
estas “tijeras moleculares”. Para obtener ADN recombinante 
a partir de ADN de especies diferentes se tratan los ADN de 
los dos organismos con la misma endonucleasa de 
restricción. De este modo obtenemos fragmentos de ADN 
con extremos cohesivos complementarios que pueden 
combinarse entre sí. Una vez combinados una ADN ligasa 
unirá los fragmentos. 
 
 
 
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 Clonación de genes. 
 
Técnica que permite obtener varios ejemplares de un gen determinado. Primeramente se 
procede al aislamiento del gen y a su unión a un vector de clonación. El aislamiento de los 
genes utilizados se realiza, como explicamos anteriormente, cortando moléculas de ADN 
mediante una enzima endonucleasa de restricción. 
 
Los vectores de clonación son moléculas de ADN capaces de entrar en una célula y replicarse 
en ella, como por ejemplo virus bacteriófagos, plásmidos bacterianos, cósmidos (mezcla de 
plásmido y material genético viral), cromosomas artificiales bacterianos (BAC) o cromosomas 
artificiales de levaduras (YAC). De esta manera obtenemos el denominado ADN recombinante, 
para posteriormente proceder a su introducción en una célula hospedadora que suele ser una 
bacteria o una levadura. La elección de un vector u otro depende del tamaño del gen que se 
desee clonar. Para fragmentos de ADN pequeños los vectores más utilizados son los plásmidos 
bacterianos. 
 
Estas técnicas han permitido obtener, mediante microorganismos manipulados 
genéticamente, productos de gran interés para el ser humano: hormonas como la insulina, la 
hormona del crecimiento o la eritropoyetina (EPO), vacunas contra el virus de la hepatitis B, 
contra el virus del herpes, interferon, etc. 
 
 
 
 Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). 
 
Es una técnica muy utilizada en ingeniería genética, rápida y sencilla, diseñada en 1985 por 
Kary Mullis y que permite obtener un gran número de copias de un gen (106-109 copias). Esta 
técnica permite disponer de grandes cantidades de ADN en pocas horas y sin necesidad de 
utilizar células vivas. Para ellos se necesita: las molécula de ADN que se desea clonar, ADN 
cebador, enzima ADN polimerasa termoestable y nucleótidos trifosfatados de adenina, 
guanina, timina y citosina. 
 
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En la actualidad se realiza de forma automatizada en aparatos llamados termocicladores y 
consta de tres etapas: 
 
- Desnaturalización mediante calor para separar las cadenas del ADN que se va a mplificar. 
- Hibridación de los ADN cebadores con las secuencias complementarioas en cada una de las 
cadenas de ADN. 
- Elongación, donde la ADN plimerasa va añadiento el correspondiente nucleótido para 
alargar la cadena. 
 
 
 
 
Otras técnicas complementarias: 
 
 
Secuenciación del ADN. 
 
Con este método se determina la secuencia de nucleótidos de un fragmento de ADN e incluso la secuencia de un 
genoma completo. Esto se logra integrando las secuencias parciales de los fragmentos obtenidos por escisión 
enzimática de dicho fragmento. De esta forma es posible construir mapas genéticos completos con la secuencia 
exacta de todos los genes de una especie determinada. 
 
 
Obtención de ADN sintético 
 
Consiste en fabricar una cadena de ADN cuya secuencia se conoce. Se realiza mediante secuenciadores de ADN que 
añaden nucleótidos a la cadena en formación. Incluso, conociendo la secuencia de aminoácidos de una determinada 
proteína, sería posible hoy día la síntesis artificial del gen correspondiente. 
 
 
Obtención de ADN complementario (ADNc) 
 
Consiste en fabricar una secuencia de ADN a partir de ARNm mediante la transcripción inversa. La ventaja de esta 
técnica es que el ADN sintetizado no contiene intrones. 
 
 
Genotecas de ADN 
 
Una genoteca es un conjunto de genes obtenidos por fragmentación del ADN cromosómico, aislados e 
identificados, que se introducen individualmente en bacterias para “guardarlos” y que estén disponibles para 
cuando se necesite investigar con ellos, como los libros de una biblioteca. Las genotecas pueden ser de ADN o 
ADNc. 
 
 
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Tecnología de edición génica “CRISPR/Cas9” 
 
La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de 
cualquier célula. Sería algo así como unas tijeras moleculares que son capaces de cortar cualquier molécula de ADN 
haciéndolo además de una manera muy precisa y totalmente controlada. Esa capacidad de cortar el ADN es lo que 
permite modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN. Las siglas CRISPR provienen de Clustered 
Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español “Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y 
Regularmente interespaciadas.” 
 
Todo comenzó en 1987 cuando se publicó un artículo en el cual se describía cómo algunas bacterias (Streptococcus 
pyogenes) se defendían de las infecciones víricas. Estas bacterias tienen unas enzimas que son capaces de distinguir 
entre el material genético de la bacteria y el del virus y, una vez hecha la distinción, destruyen al material genético 
del virus. Sin embargo, las bases de este mecanismo no se conocieron hasta más adelante, cuando se mapearon los 
genomas de algunas bacterias y otros microorganismos. Se encontró que una zona determinada del genoma de 
muchos microorganismos, sobre todo arqueas, estaba llena de repeticiones palindrómicas (que se leen igual al 
derecho y al revés) sin ninguna función aparente. Estas repeticiones estaban separadas entre sí mediante unas 
secuencias denominadas “espaciadores” que se parecían a otras de virus y plásmidos. Justo delante de esas 
repeticiones y “espaciadores” hay una secuencia llamada “líder”. Estas secuencias son las que se llamaron CRISPR, 
término acuñado por en 2004 por el español Francisco Martínez Mojica, de la universidad de Alicante. Cuando un 
virus entra dentro de la bacteria toma el control de la maquinaria celular y para ello interacciona con distintos 
componentes celulares. Pero las bacterias que tienen este sistema de defensa tienen un complejo formado por una 
proteína Cas unida al ARN producido a partir de las secuencias CRISPR. Entonces el material génico del virus puede 
interaccionar con este complejo. Si ocurre eso, el material genético viral es inactivado y posteriormente degradado. 
Pero el sistema va más allá. Las proteínas Cas son capaces de coger una pequeña parte del ADN viral, modificarlo e 
integrarlo dentro del conjunto de secuencias CRISPR. De esa forma, si esa bacteria (o su descendencia) se encuentra 
con ese mismo virus, ahora inactivará de forma mucho más eficiente al material genético viral. Es, por lo tanto, un 
verdadero sistema inmune de bacterias. Durante 
los años subsiguientes se continuó la 
investigación sobre este sistema, pero no fue 
hasta el año 2012 en el que se dio el paso clave 
para convertir este descubrimiento en una 
herramienta molecular útil en el laboratorio. En 
agosto de este año un equipo de investigadores 
dirigido por las doctoras Emmanuelle Charpentier 
y Jennifer Doudna publicó un artículo en la revista 
Science el que se demostraba cómo convertir esa 
maquinaria natural en una herramienta de 
edición “programable”, que servía para cortarcualquier cadena de ADN in vitro. Es decir, 
lograban programar el sistema para que se 
dirigiera a una posición específica de un ADN 
cualquiera (no solo vírico) y lo cortaran. 
 
El 15 de agosto de 2017 Francisco Martínez 
Mojica fue distinguido con el Albany Medical 
Center Prize, el galardón más importante de 
Estados Unidos en el campo de la investigación 
médica, en la categoría de Medicina e 
Investigación Biomédica de 2017, por sus 
contribuciones al desarrollo del sistema 
CRISPR/Cas9. Este premio lo comparte con 
Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna, 
Luciano Marraffini y Feng Zhang. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.2. Clonación de organismos y células madre. 
 
En un contexto reproductivo la clonación es un proceso mediante el que se obtienen 
individuos (células, embriones u organismos) genéticamente idénticos, denominados 
clónicos. Sucede de forma natural, pero puede realizarse en un laboratorio. Las bacterias y 
otros organismos unicelulares se copian a sí mismos como medio de reproducción. En las 
plantas es un mecanismo de reproducción asexual (los injertos, esquejes...). Algunos animales 
como abejas, estrellas de mar, pulgones, etc., también lo realizan. Dos niños gemelos idénticos 
(monocigóticos o univitelinos) también son individuos clónicos. 
 
En el laboratorio pueden conseguirse 
animales clónicos mediante dos vías: por 
disgregación de células embrionarias y 
mediante transferencia nuclear. 
 
La transferencia nuclear consiste en eliminar 
el núcleo de una célula reproductora (óvulo), 
insertando en su lugar el núcleo de una célula 
adulta extraída del paciente, como por 
ejemplo de la piel u otro órgano. A partir de 
ahí se desarrollará un embrión clónico (con 
una carga genética idéntica) del adulto 
“donante” del núcleo. Este caso es el que 
llevó al nacimiento de Dolly (Campbell y 
Wilmut, 1997) y el que se ha empleado para 
la obtención de los blastocistos humanos para 
extraer células madre embrionarias. 
 
 
Clonación de la oveja Dolly 
mediante transferencia nuclear. 
 
 
Por otro lado, según su finalidad podemos distinguir entre clonación terapéutica (con fines 
curativos) y clonación reproductiva. 
 
 Clonación terapéutica: implica la utilización de células madre embrionarias de interés 
médico. 
 
Las células madre son células no especializadas capaces de dividirse indefinidamente y 
diferenciarse en diferentes líneas celulares. Se encuentran en cigotos, blastocitos, embriones, 
fetos y en organismos adultos. Recordaréis que según su origen las hay embrionarias 
(embrionyc stem cells) y adultas (adult stem cells), y según su potencialidad existen células 
madre totipotentes, pluripotentes, multipotentes y unipotentes (repasad el tema 12). 
 
El inconveniente más importante que tienen actualmente los trasplantes de tejidos y de 
órganos es la reacción de rechazo que aparece en el cuerpo receptor. Esto se trata de 
evitar con medicamentos que tienen importantes efectos secundarios. Las células madre 
embrionarias clonadas a partir del enfermo permitirían obtener tejidos u órganos que no 
fueran rechazados. La utilidad de las células madre en este contexto es grande pues 
permiten tratar hasta 85 enfermedades graves (Parkinson, Alzheimer, artritis reumatoide, 
leucemias…) sin que existan los problemas de rechazo e incompatibilidad que aparecen en 
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los trasplantes tradicionales. El problema que 
plantea su utilización es que como se dividen 
indefinidamente pueden originar tumores no 
deseados. Otro problema, esta vez de tipo ético, 
que plantea el uso de células madre embrionarias 
para la clonación es que hay que destruir el 
embrión para manipularlas. 
 
Una alternativa a la utilización de células madre 
embrionarias es la posibilidad de 
conseguir células madre de origen no 
embrionario. En el cuerpo humano existen 
células madre adultas (tejidos mesenquimales, 
médula ósea, cordón umbilical, placenta…) que 
son precursoras de otros tipos celulares. En los 
últimos años se ha descubierto que estas células 
son mucho más versátiles de lo que se pensaba. 
Numerosos estudios recientemente publicados 
(Gurdon y Yamanaka, 2012) parecen demostrar 
que estas células órgano-específicas, tras un 
proceso de reprogramación, sí pueden 
diferenciarse a células y tejidos de otras 
localizaciones y estirpes, proceso conocido como 
desdiferenciación. Son las denominadas células 
iPS o induced Pluripotent Stem cells. De hecho, 
se han utilizado con éxito células madre de la 
médula ósea para regenerar músculo cardiaco de 
corazones infartados. Todo esto indicaría que no 
existe una diferencia esencial entre las células 
madre adultas y las embrionarias. 
 
Ahora tenemos la posibilidad de fabricar células personalizadas de repuesto —en principio, 
de cualquier clase— para reparar el tejido dañado por las lesiones, los trastornos genéticos 
y la degeneración. Y no solo células; puede que pronto seamos capaces de hacer 
crecer nuestros propios órganos en un huésped no humano, listos para ser trasplantados 
cuando sea necesario. 
 
 Respecto a la clonación reproductiva no está lo suficientemente desarrollada para 
conseguir seres humanos sanos. Por ahora la eficacia de la clonación es bajísima y aún se 
desconocen los medios para aumentar el éxito de la transferencia nuclear. Los pocos 
animales clonados que llegaron a nacer (la oveja Dolly, la gata Copycat, el mono Tetra,…) 
han presentado una amplia variedad de anomalías: envejecimiento prematuro, problemas 
de corazón y pulmón, riñones deficientes, intestinos bloqueados, sistema inmune 
debilitado y malformaciones físicas. El análisis de los telómeros de los cromosomas de 
Dolly demostró que al nacer ya tenía la edad de la oveja donante del núcleo pues sus 
telómeros eran anormalmente cortos para un animal recién nacido. 
 
 
 
 
 
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El Proyecto Genoma Humano, iniciado a finales de los 80 del pasado siglo, ha permitido conocer la secuencia 
completa de los 3000 x 10
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 pares de bases con que cuenta nuestro genoma, utilizando para ello potentes 
secuenciadores de ADN. En 2001 el consorcio público internacional que integraba el PGH y la empresa 
estadounidense Celera Genomics publicaron los primeros datos y en 2003 se logró completar, por fin, toda la 
secuencia de nucleótidos. Sus principales características son: 
 
 Contiene unos 3.200 millones de pares de bases. 
 Incluye unos 25.000 genes codificadores de proteínas. 
 Solo el 2% de su longitud corresponde a exones. 
 Los intrones constituyen el 25% del genoma humano. 
 Las secuencias repetitivas representan el 60%. 
 Las diferencias entre los exones son constantes, solo una de cada 1000 bases es distinta de un individuo a 
otro. 
 El 40% del genoma está compuesto por secuencias derivadas de la transcripción inversa. 
 
Más del 90 % del ADN humano tiene una función desconocida. Los humanos compartimos el 99,9% de nuestros 
genes. También se ha conseguido descifrar el genoma de muchas bacterias y levaduras, el mosquito Anopheles, la 
mosca Drosophyla, el ratón,la planta del arroz… 
 
 
5.3. Impacto ético de estas tecnologías. 
 
La obtención de individuos clónicos puede realizarse con fines terapéuticos y con fines 
reproductivos. La clonación terapéutica tiene como finalidad obtener tejidos y órganos que 
puedan ser trasplantados en un individuo enfermo. La clonación reproductivatiene como 
objetivo conseguir embriones humanos que puedan ser implantados y se desarrollen en el 
útero de una mujer. También se ha empleado la clonación para intentar recuperar especies 
desaparecidas o en peligro de extinción. 
 
Uno de los motivos de las discusiones éticas sobre la clonación reproductiva en seres humanos 
es que esta técnica podría emplearse para conseguir personas mejoradas genéticamente o con 
determinadas características (eugenesia), para tener hijos clónicos como alternativa a la 
adopción e incluso para recuperar a seres queridos desaparecidos. En el caso de la clonación 
terapéutica, el problema estriba en que los blastocistos deben romperse para generar tejidos a 
partir de sus células madre y si dicho blastocisto hubiera sido implantado en el útero quizás se 
podría desarrollar hasta formar un ser humano. La respuesta ética a este hecho depende de 
cómo se valore y defina un embrión humano. Quienes consideran que el cigoto es ya un ser 
humano desde la fecundación, califican la clonación como algo totalmente inaceptable. Por el 
contrario, quienes piensan que el embrión se origina cuando el blastocisto se implanta en el 
útero, no ven objeciones a la clonación terapéutica. 
 
La Ley sobre Técnicas de Reproducción Humana Asistida española (2006) define el 
preembrión como “el embrión constituido in vitro formado por el grupo de células resultante 
de la división progresiva del ovocito desde que es fecundado hasta 14 días más tarde”, y al 
embrión como la “fase del desarrollo embrionario que abarca desde el momento en el que el 
ovocito fecundado se encuentra en el útero de una mujer hasta que se produce el inicio de la 
organogénesis, y que finaliza a los 56 días a partir del momento de la fecundación” . La 
clonación terapéutica o con fines de investigación está regulada por la Ley de Investigación 
biomédica (2007). La utilización de células madre adultas no tiene porqué plantear problemas 
éticos, ya que no es necesaria la destrucción de ningún embrión para obtenerlas.