CLONACIÓN

Concepto, clonación reproductiva y no reproductiva.

Transgénesis: animales y plantas transgénicos.

Células madre. Xenotransplantes

CLON: retoño, rama o brote

CLON: conjunto de células o individuos

genéticamente idénticos que derivan de un

antepasado común

CLONACIÓN: acción de obtener un clon

CLÓNICO: individuo obtenido por clonación

CLONACIÓN

CLONACIÓN

CLONACIÓN EN PROCARIOTAS:

Aislar y multiplicar en tubo de ensayo un

determinado gen o, en general, un trozo de

ADN

ADN donante

Vector recombinante con el inserto 1 o 2

•ser fácil de manipular y ser relativamente pequeño

•tener capacidad de proliferación en células vivas

•contener sitios de restricción convenientes (mejor si son únicos)

•contener mecanismos para la identificación y recuperación de las moléculas recombinantes

RESISTENCIA A ANTIBIÓTICOS: El plásmido que contiene el gen de la

proteína de interés también contiene un gen de resistencia a un

antibiótico

BACTERIAS “COLOREADAS”: El gen de nuestra proteína se inserta

en el plásmido interrumpiendo al gen de una enzima que produce

color azul

IDENTIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS RECOMBINANTES

PRODUCTO SISTEMA DE PRODUCCIÓN

INDICACIÓN TERAPÉUTICA

Anticoagulantes

Activador del plasminógeno tisular

Hirudina

Escherichia coli

Levaduras

Infarto de miocardio

Prevención de trombosis

Hormonas

Insulina

Hormona de crecimiento

Hormona paratiroidea

Calcitonina

Glucagón

E. coli/Levaduras

E. coli

E. coli

E.coli

Levaduras

Diabetes mellitus

Retraso en el crecimiento/S. Turner

Osteoporosis

Enfermedad de Paget

Hipoglucemia

Factores Hematopoyéticos

Interferón alfa

Interleuquina 2

E. coli

E. coli

Hepatitis B y C, cáncer

Cáncer de riñón

Vacunas

Anti hepatitis A y B Levaduras Prevención de hepatitis A y B

Clonación Reproductiva

Clonación Terapéutica

CLONACIÓN EN EUCARIOTAS

CLONACIÓN EN EUCARIOTAS

CLONACIÓN REPRODUCTIVA:

- PARTICIÓN (FISIÓN)

- PARACLONACIÓN

Transferencia de núcleos embrionarios

- CLONACIÓN VERDADERA

Transferencia de núcleos adultos

- CLONACIÓN EN HUMANOS

PARTICIÓN, FISIÓN o GEMELACIÓN ARTIFICIAL

- División de embriones tempranos: separación de células en estado de mórula e implantación de los semiembriones en úteros distintos

- Número pequeño de individuos clónicos

- Individuos diferentes a sus progenitores

- Equivalentes a gemelos monocigóticos

CLONACIÓN

PARACLONACIÓN

- Transferencia de núcleos embrionarios o fetales: núcleos de blastómeros de embriones o de células fetales se transfieren a ovocitos enucleados

- El ovocito receptor aporta las mitocondrias

- Individuos diferentes de los progenitores del embrión

CLONACIÓN

PARACLONACION:

CLONACIÓN POR

TRANSFERENCIA

DE NÚCLEOS

EMBRIONARIOS

CLONACIÓN VERDADERA

- Transferencia de núcleos de células de individuos nacidos a ovocitos enucleados

- El ovocito receptor aporta las mitocondrias

- Individuos casi idénticos a su progenitor

CLONACIÓN

1000 ovocitos277 embriones

se recuperaron 247

29 de ellos desarrollados hasta mórula o blastocisto

13 ovejas portadoras

se desarrolló un único embrión

CLONACIÓN VERDADERA

FINES POSIBLES DE LA CLONACIÓN

* PARTICIÓN O FISIÓN:

En animales:

Investigación básica

Fertilización in vitro (FIV)

En humanos: FIV

* PARACLONACIÓN:

En animales:

Investigación, biotecnología

Producción ganadera

Xenotrasplantes

En humanos:

Terapia con células madres

* CLONACION VERDADERA:

En animales:

Transgénesis

Xenotrasplantes

Recuperación de especies salvajes en extinción

En humanos

Terapia con células madres

FINES POSIBLES DE LA CLONACIÓN

CLONACIÓN EN EUCARIOTAS

Clonación Reproductiva

Clonación Terapéutica

TRANSGÉNESIS

* PLANTAS TRANSGÉNICAS

* ANIMALES TRANSGÉNICOS

Introducción mediante diversos métodos, de información genética

exógena en células eucariotas

Transgén: gen que se introduce de forma estable en un organismo

Transgénico: individuo que porta un transgén

* ARROZ con beta caroteno de genes de narciso y de

Erwinia uredovora

* ARROZ fortificado con un gen de la ferritina del frijol

de soja

* TOMATE Flavr Savr con ADN antisentido del gen de la

poligalacturonasa que degrada las pectinas en la

maduración

* TOMATE con tres veces y medio de beta caroteno.

ALIMENTOS MODIFICADOS GENETICAMENTE DE MEJOR CALIDAD

PLANTAS MODIFICADAS GENÉTICAMENTE PARA SER MAS PRODUCTIVAS

.

* Arroz con tres genes de enzimas de maíz:

Fosfoenolpiruvato carboxilasa (PEPC)

Piruvato ortofosfato dikinasa (PPDK)

NADP enzima málica (ME)

Codifican la vía fotosintética C4 aumenta la producción

de arroz.

Estudios de campo preliminares hechos en China y en

Corea mostraron respectivamente incrementos de granos

de 10-30% y de 30-35% de plantas transgénicas con PEPC

y PPDK.

ALIMENTOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTECON VACUNAS INCORPORADAS

* Patata con la sub-unidad B antigénica de la enterotoxina

del Vibrio cholerae

* Frijol de soja con anticuerpos que protegen contra el

virus 2 del Herpes Simple (HSV)

* Tabaco con anticuerpos que previenen la caries dental

producida por Streptococcus mutans.

ANIMALES TRANSGÉNICOS

Se obtienen con los siguientes fines:

- Identificar, aislar y caracterizar genes y así entender cómo funcionan

- Como modelos de enfermedades que afectan al hombre y así

poder desarrollar nuevas drogas y nuevas estrategias de

tratamiento

- Como fuente de tejidos y órganos para transplantes en humanos

- Para mejora de ganado y otros animales de importancia

económica

- Para producir proteínas de importancia farmacéutica.

El primer animal transgénico fue un ratón “gigante”que expresaba la hormona de crecimiento de rata.

Animales transgénicos

(oveja con el gen del factor VIII)

Ratón transgénico con GFP

Métodos de introducción del gen

Inserción del gen en el núcleo

- Ectópica: al azar

- Recombinación homóloga

TRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GENTRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GEN

Recombinación homologa

TRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GENTRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GEN

TRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GENTRANSGÉNESIS: MÉTODOS DE INSERCIÓN DEL GEN

ECTÓPICA o ALEATORIA: de ~100 embriones, sólo uno acepta la inserción en el lugar adecuado

Troncales, Estaminales o Stem Cells

Células capaces de:

• Generar como descendencia células hijas especializadas

en cualquier tipo tisular

• Autorrenovarse en el tiempo

CÉLULAS MADRE

CÉLULAS MADRE

Tipos de Células Madre

Adultas

Embrionarias

CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS (ES)

Zigoto

(óvulo fecundado)

Única Célula Totipotente

Masa Celular Totipotente

Mórula

(varios Blastómeros)

Blastocisto

(masa celular interna)

Masa Celular Pluripotente

Día 0 Fecundación

Día 3 Trompas

Día 7 Previo a Implantación

m.c.i.

Trofoblasto

Placenta

Embrión

Células Madre

Embrionarias in vitro

Fuentes Proveedoras de Células Madre Embrionarias

• Sobrantes de Fecundación in vitro

• Abortos

• Embriones Clonados

Las células de la masa celular interna (m.c.i.) del

blastocisto tanto como las células germinales de la

cresta germinal del embrión temprano se obtienen a

partir de:

Aplicación de las Células Madre Embrionarias en Terapias

Mecanismos de funcionamiento de los sistemas orgánicos y de sus patologías.

Alzheimer, Parkinson y Enfermedades Neurodegenerativas

Investigación Biomédica

Diseño de Nuevos Medicamentos

Terapias Celulares

Ingeniería de Tejidos

CÉLULAS MADRE

Ingeniería de Tejidos y Órganos

Pretende lograr estructuras tridimensionales organizadas :

• Reconstrucción de vejigas.

• Arterias funcionales artificiales.

• Prótesis óseas biológicas.

C. Vacanti de la Universidad de Massachusetts usó un andamio biodegradable con forma de oreja sobre el cual creció células de cartílago y de piel y los implantó en un ratón que proveía las condiciones in vivo.

EEUU:Apligraf y Carticel

• Células encapsuladas que liberan sustancias terapéuticas.

CÉLULAS MADRE ADULTAS (AS)

Cordón Umbilical

Hematopoyéticas (HSC)

Estroma de la Médula ósea (MSC)

Sistema Nervioso Central

CÉLULAS MADRE ADULTAS

Tejidos

Piel

MúsculoNervioso

HuesoIngeniería de Tejidos y Terapias Celulares

Diferenciación del cultivo in vitro

Células Madre

Cultivo in vitroTransferencia del núcleo de una célula adulta a un óvulo

enucleado

Blastocisto

m.c.i.

Blastómero

APLICACIÓN DE LAS CÉLULAS MADRE ADULTAS PARA TERAPIAS

Terapias Celulares

Reparación de Tejidos dañados

Tratamiento de enfermedades genéticas o producidas por terapias oncológicas

Leucemias

Depleciones del Sistema Inmunitario

Anemias

Linfomas

TRATAMIENTOS ACTUALES CON

VECTORES Y CELULAS MADRES

XENOTRANSPLANTES

Transferencia de órganos de una especie a

un receptor de otra especie

TRASPLANTES

XENOTRASPLANTES:

- Evitar el rechazo del sistema inmune:

- Eliminación de genes (Knockout)

- Inserción de genes de la especie receptora

- Buen funcionamiento del órgano trasplantado

- Controlar la posibilidad de trasmitir enfermedades

para el receptor

TRASPLANTE DE TEJIDOS: STEM CELLS