Clonación del ADN y ADN Recombinante

En Biología clonación es la producción de copias de ADN, célula u organismo genéticamente idénticos mediante ciertos medios asexuales. Cuando una raíz o tallo subterráneos producen nuevos retoños, las plantas resultantes (hijuelos) son sus clones.Los miembros de una colonia bacteriana reproducida en una caja Petri son clones debido a que todos provienen de la división de la misma célula original. Los gemelos idénticos humanos también son considerados clones ya que las primeras dos células del embrión se separan y cada una se convierte en un individuo completo.

Hijuelos en una cactácea (clones)

Gemelos, otro fenómeno biológico considerado como clonación

La producción de insulina a partir de un gen extraído del material genético humano e insertado en  el ADN bacteriano

Los científicos clonan genes por diferentes razones; desean determinar la diferencia en la secuencia de bases en un gen normal y un gen mutado; o pueden usar los genes para modificar genéticamente organismos en forma benéfica. Cuando los genes se usan para modificar un ser humano el proceso se denomina terapia génica o genética. Por otro lado los organismos se denominan transgénicos (del griego génico = producir, latín trans = a través) cuando  estos son producidos mediante la ingeniería genética, a menudo se producen para beneficio o consumo del hombre.

La tecnología del ADN recombinante y la reacción en cadena de la polimerasa son dos procedimientos que los científicos pueden usar para clonar el ADN con diversos fines. 

El ADN recombinante contiene el ADN de dos o más fuentes diferentes, como una célula humana y una célula bacteriana. Para obtener el ADN recombinante un técnico necesita un vector (portador) mediante el cual el ADN se podrá introducir en una célula anfitriona. Un vector común es un plasmidio el cual es un pequeño anillo accesorio del ADN bacteriano. El anillo no es parte del cromosoma bacteriano y se replica por su propia cuenta. Cuando los científicos investigaban acerca de Escherichia coli descubrieron los plasmidios. 

Para introducir el ADN extraño al ADN vector son necesarias dos enzimas 1) la enzima de restricción la cual segmenta el ADN,  2) una enzima llamada ADN ligasa (del latín ligo = unir) la cual sella en el ADN la abertura creada por la enzima de restricción. Cientos de enzimas de restricción se presentan de manera natural en las bacterias donde destrozan cualquier ADN viral que ingrese a la célula. Reciben el nombre de enzimas de restricción debido a que restringen el crecimiento de los virus pero también actúan como tijeras moleculares para segmentar cualquier pieza del ADN en un sitio específico. Por ejemplo la enzima de restricción llamada EcoRI siempre recorta la doble cadena del ADN cuando su secuencia de bases presenta dos Timinas junto a dos Adeninas.

Observa que hay espacios en los cuales se pueden colocar una porción de ADN extraño siempre y cuando terminen en bases que complementen a las expuestas. Para lograrlo solo es necesario segmentar el ADN extraño con el mismo tipo de enzima de restricción. Los extremos complementarios y de solo una cadena de las dos moléculas de ADN se llaman extremos adherentes debido a que pueden unirse a una pieza de ADN extra{o mediante un apareo de bases complementarias. Los extremos adherentes facilitan la inserción del ADN vector.

Después de esto, los ingenieros genéticos utilizan ADN ligasa para para sellar el fragmento extraño, el empalme del ADN queda entonces completo. Las células bacterianas recogen el plasmidio recombinante, luego a medida que el plasmidio se replica el ADN se clona.