La clonación de ADN, también conocida como clonación molecular, clonación de genes y tecnología de ADN recombinante, se refiere al proceso de creación de múltiples copias de un fragmento o fragmentos de ADN aislado mediante métodos in vitro o in vivo. Es posible clonar fragmentos de genes completos, porciones aleatorias de fragmentos de ADN o secuencias de ADN específicas. Además de la clonación de ADN, otros dos tipos principales de clonación son la clonación reproductiva, que se ocupa de la clonación humana y animal, y la clonación terapéutica, que se ocupa de la clonación embrionaria para recolectar células madre con fines de investigación y posibles tratamientos médicos.
Existen varios procedimientos para la clonación de ADN, pero algunos pasos son constantes para todos. El proceso comienza con el aislamiento de un fragmento de ADN o fragmentos de interés del ADN cromosómico utilizando enzimas de restricción u oligonucleótidos sintetizados químicamente. Otros métodos para lograr esto incluyen diferentes procedimientos como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), electroforesis en gel de agarosa y sonicación de ADN.
El fragmento de ADN aislado ahora debe estar ligado a una secuencia de ADN primaria que sea capaz de replicarse y propagarse tanto a sí misma como al fragmento de ADN ligado a él. Una enzima de restricción corta una molécula de ADN autorreplicante y el fragmento de ADN aislado se inserta en ella mediante un procedimiento de ligadura, conectando el fragmento a una pieza más grande. Los fragmentos de ADN así unidos artificialmente se denominan ADN recombinante.
Después de unir las dos partes, el plásmido con el inserto de ADN se inserta en células de mamíferos o bacterias hospedadoras. También se pueden utilizar técnicas alternativas como la sensibilización química de las células, la electroporación y la biolística. El plásmido generalmente contiene marcadores de resistencia a antibióticos seleccionables y / o marcadores de selección de color, que facilitan saber si las células se han transfectado con éxito con el plásmido de inserción de ADN. Los marcadores de resistencia a los antibióticos solo permiten que crezcan las células en las que se ha transfectado el plásmido, y los marcadores de selección de color proporcionan marcas visibles que se pueden observar.
Las células transfectadas se cultivan y tiene lugar la proliferación del ADN recombinante. Los clones resultantes son organismos genéticamente idénticos que contienen el ADN recombinante. Esto se puede confirmar mediante PCR, análisis de fragmentos de restricción u otros métodos de secuenciación de ADN.
La clonación del ADN es útil para obtener una idea de la estructura genética de un organismo y cómo esto afecta e influye en los procesos de vida del organismo. La clonación de ADN se está utilizando en la huella genética; en ingeniería genética para crear plantas con mejor valor nutricional o mejor resistencia a enfermedades y animales con características genéticas deseables; en la producción de proteínas; y en la secuenciación de genomas para descifrar proteínas codificadas o secuencias de ARN y expresión de proteínas.
En la terapia génica, la clonación de ADN se está utilizando para desarrollar nuevos tratamientos para trastornos relacionados con la genética. La tecnología de ADN recombinante ha producido más de 100 productos para la terapia de la salud humana, tales como: insulina para diabéticos, factor VIII y factor IX para la hemofilia A y B, y eritropoyetina (EPO) para el tratamiento de la anemia.