Clonazione
Che cos'è la clonazione?
La clonazione è un processo attraverso cui si ottiene la replicazione di un organismo in tutto e per tutto identico all'organismo replicato.
Sebbene il termine clonazione suggerisca immediatamente il ricorso a complesse pratiche di bioingegneria, in realtà in natura è un processo molto diffuso e rappresenta, probabilmente, la forma più comune di riproduzione degli organismi viventi.
La clonazione artificiale di organismi complessi è divenuta realtà negli ultimi anni del secolo scorso ed ha aperto un grande dibattito dal punto di vista etico.
La clonazione in natura
La riproduzione vegetativa o asessuale, pratica molto comune in un gran numero di organismi non solo unicellulari, porta alla creazione di un individuo geneticamente identico al predecessore e quindi ad un suo clone.
In natura questo fenomeno avviene attraverso vari meccanismi: la scissione binaria è tipica della replicazione di batteri e protisti e consente la rapida moltiplicazione degli individui. Anche alcuni metazoi, come ad esempio i polipi degli cnidari, sono in grado di replicarsi per gemmazione e dare vita ad estese colonie di individui identici.
Alcuni invertebrati hanno grandi capacità di autotomia, cioè i rigenerazione dei tessuti. Tra questi, gli echinodermi (ricci di mare, stelle marine ed oloturie) sono forse il gruppo dalle capacità più sorprendenti. Alcuni di essi, sono infatti in grado di rigenerare un intero individuo a partire da piccole porzioni. È il caso di alcune stelle marine che, nel caso di asportazione di una delle braccia, sono in grado di rigenerare, da essa, l'intero organismo che è, per definizione, un clone di quello originario.
Anche i platelminti, vermi piatti pseudocelomati, sono capaci di generare un organismo intero partendo da piccoli residui.
Nel mondo vegetale la clonazione rappresenta una via fondamentale di espansione e propagazione delle specie che spesso affianca o talvolta sovrasta la riproduzione sessuale.
La riproduzione vegetativa nelle piante si determina mediante lo sviluppo di talee, cioè frammenti vegetativi che, staccatisi dalla pianta madre, si insediano nel substrato, radicano e si sviluppano dando luogo ad una nuova pianta. In molte piante marine, come la Posidonia oceanica, endemica del Mediterraneo, la riproduzione vegetativa rappresenta la via principale riproduzione della pianta.
I gemelli: clonazione spontanea nei vertebrati
Un clone è un individuo geneticamente indistinguibile da un altro. Seguendo questa definizione, anche tra i vertebrati possono esistere cloni naturali, rappresentati dai gemelli omozigoti.
Ciò che accade nell'evento di creazione dei gemelli omozigoti è che, durante le prime fasi dello sviluppo embrionale, questo si divida in due, generando due embrioni geneticamente identici che si sviluppano autonomamente in due individui.
Piccole differenze a livello dell'aspetto fisico posso essere determinate da fattori ambientali o dall'influenza del DNA mitocondriale. Sebbene, infatti, nei gemelli anche i mitocondri sono geneticamente identici, il DNA di questi organelli, che è distinto da quello nucleare ed è di tipo batterico, è soggetto ad un tasso di mutazioni molto più frequente di quanto accada nel DNA nucleare, pertanto i mitocondri presenti in due gemelli omozigoti potrebbero differire leggermente nella struttura del proprio DNA.
La clonazione artificiale dei vertebrati
L'evento più famoso associato al concetto di clonazione è stato senza dubbio quello che ha visto la nascita della pecora Dolly, ad opera di un ricercatore britannico nel 1997. Dolly venne fatta sviluppare a partire dal nucleo di una cellula somatica di una pecora donatrice. Tale nucleo fu estratto ed inoculato all'interno di una cellula uovo di un'altra pecora, alla quale era stato precedentemente asportato il proprio.
La pecora Dolly clonata, ad opera di un ricercatore britannico, nel 1997.
La cellula che si era pertanto andata a formare era di fatto una cellula ibrida, in cui il DNA nucleare di un individuo occupava il nucleo di una cellula in cui componenti citoplasmatici, compresi i mitocondri, erano di un altro individuo. Per questo motivo, sebbene il risultato fosse tecnicamente e scientificamente di grande interesse, formalmente Dolly non era, di fatto, un clone al 100% della pecora che aveva donato il nucleo.
L'aspetto più interessante di questa procedura è dato, probabilmente, dal fatto che la cellula da cui il nucleo era stato estratto non era una cellule staminale, ma una cellula del tessuto mammario. Questa, quindi, era una cellula già totalmente differenziata; ciononostante, le informazioni circa il differenziamento della cellula furono come cancellate e da questa fu possibile ottenere lo sviluppo di un organismo intero.
Figura 1: clonazione artificiale di un vertebrato.
Clonazione, biodiversità e conservazione delle specie
Sebbene la clonazione in ambito zootecnico, possa rappresentare un sistema per consentire la riproduzione "in serie" degli individui migliori massimizzando la resa dell'allevamento, alcuni concetti della biologia esprimono l'idea di come questo, a lungo andare, sia dannoso e possa portare alla scompara della specie allevata.
In assenza di ricambio genico infatti, l'inevitabile insorgenza di mutazioni genetiche durante il processo di replicazione del DNA porterebbe ad un accumulo, nel tempo, di queste anomalie, con conseguente comparsa di malattie e infine all'estinzione della specie stessa.
Per scongiurare questa possibilità, infatti, tutte le specie viventi hanno sviluppato meccanismi di ricambio genetico che, in specie in cui la clonazione è il principale veicolo di riproduzione, consentono di "rimescolare le carte" di tanto in tanto.
La presenza di una popolazione di individui geneticamente identici, inoltre, contrasta con i concetti basilari che vedono nella biodiversità una risorsa per la conservazione dei sistemi naturali.
Questo concetto viene in genere proposto a livello di comunità piuttosto che di specie: la base di questa rappresentazione teorica è data dal concetto che una comunità composta da tante specie è in grado di resistere meglio ad un cambiamento ambientale perché è più probabile che al suo interno vi siano specie in grado di resistere al cambiamento.
Lo stesso concetto può essere applicato a livello di pool genico: se una popolazione contiene tante varianti genetiche, è più probabile che tra esse vi siano anche quelle che garantiscono la sopravvivenza anche in caso di un cambiamento rilevante delle condizioni ambientali.
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