Diferenciación celular

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En el centro del diagrama hay tres de los primeros pasos en el desarrollo de un mamífero. En la parte de arriba y de abajo hay algunos tipos de células completamente diferenciadas que eventualmente se formarán en el adulto.

La diferenciación celular es el proceso por el que las células adquieren una forma y una función determinada durante el desarrollo embrionario o la vida de un organismo pluricelular, especializándose en un tipo celular. La morfología de las células cambia notablemente durante la diferenciación, pero el material genético o genoma, permanece inalterable, con algunas excepciones.

Una célula capaz de diferenciarse en varios tipos celulares se llama pluripotente. Estas células se llaman células madre en los animales y células meristemáticas en las plantas superiores. Una célula capaz de diferenciarse en todos los tipos celulares de un organismo se llama totipotente. En los mamíferos, sólo el cigoto y las células embrionarias jóvenes son totipotentes, mientras que en las plantas, muchas células diferenciadas pueden volverse en totipotentes.

Introducción

En la inmensa mayoría de los organismos pluricelulares, todas las células no son idénticas. Por ejemplo, las células que forman la piel en el ser humano son diferentes de las células que componen los órganos internos. Sin embargo, todos los diferentes tipos celulares derivan de una sola célula inicial o cigoto, procedente de la fecundación de un óvulo por un espermatozoide, gracias a la diferenciación celular. La diferenciación es un mecanismo mediante el cual una célula no especializada se especializa en numerosos tipos celulares que forman el cuerpo como los miocitos (células musculares), los hepatocitos (células del hígado) o incluso las neuronas (células del sistema nervioso). Durante la diferenciación, ciertos genes son expresados mientras que otros son reprimidos. Este proceso es intrínsecamente regulado gracias al material epigenético de las células. Así, la célula diferenciada se desarrollará en estructuras específicas y adquirirá determinadas funciones.

La especialización celular tiene como resultado los siguientes hechos:

• La célula hace un trabajo concreto
• La célula desarrolla una forma característica
• Se producen cambios en el citoplasma de la célula, relacionados con la diferente actividad de los distintos orgánulos celulares

La diferenciación puede afectar a los cambios de numerosos aspectos de la fisiología de la célula como el tamaño, la forma, la polaridad, la actividad metabólica, la sensibilidad a ciertas señales y la expresión de genes. Todos estos aspectos pueden ser modificados durante la diferenciación. En citopatología, el nivel de diferenciación celular es utilizado como una medida de la progresión de un cáncer.

Todo lo que somos proviene de la Carito y radica en la primera camota formada después de la fecundación.

Las células de los mamíferos

Las células de los mamíferos se pueden clasificar en tres categorías: Las células de la línea germinal, las células somáticas y las células madre. Cada una de las cerca de 100 mil millones de células del cuerpo humano posee su propia copia del genoma, excepto ciertas células que han perdido su núcleo celular durante su diferenciación, como es el caso de los hematíes. La mayoría de las células son diploides, es decir, que poseen dos copias de cada cromosoma. Estas células se llaman células somáticas. La mayoría de las células que forman el cuerpo humano son de esta categoría.

Todas las células de la línea germinal están destinadas a la formación de gametos (óvulos o espermatozoides) y son las únicas capaces de transmitir su material genético a las generaciones siguientes. La célula madre es la única que tiene la capacidad de dividirse indefinidamente y proporcionar células especializadas.

La diferenciación en el transcurso del desarrollo

El desarrollo comienza cuando un espermatozoide fecunda un óvulo y crea una sola célula que puede potencialmente formar un organismo entero. Durante la primera hora después de la fecundación, esta célula huevo o cigoto se divide en varias células idénticas.

Aunque en cada mitosis, de una célula madre se forman dos células hijas idénticas, en un momento dado, que marca el comienzo de la especialización, una de las dos células hijas se especializa, y mantiene su capacidad de división, mientras que la otra no lo hace y pierde la capacidad para volverse a dividir.

En el ser humano, alrededor de cuatro horas después de la fecundación y después de varios ciclos celulares, estas células comienzan a especializarse y formar una esfera que crece llamada blastocisto. Esta esfera posee una capa de células externas (las células periféricas) y un grupo de células internas, llamadas células de la masa interna, que formarán todos los tejidos del cuerpo humano. A pesar de esto, estas células solas no pueden formar individualmente a un organismo entero, estas células son calificadas como pluripotentes. Estas células continúan diferenciándose hasta formar las células madre que producirán las células de los tejidos bien definidos. Por ejemplo, las células madre de la sangre situadas en la médula ósea, producen los hematíes, leucocitos y las plaquetas, y las células madre de la piel formarán todos los tipos celulares que constituyen los tejidos dérmicos. Estas células madre más especializadas se llaman multipotentes.

Mientras se ha creído que toda la información genética estaba codificada exclusivamente en los genes del ADN no se ha sabido explicar qué es con exactitud lo que desencadena que en un determinado momento del desarrollo, al dividirse una célula, se generen dos células hijas no idénticas. Es decir, células en las que determinados genes se expresan de forma diferente. Sin embargo, recientemente con el desarrollo de la Epigenética se ha podido dar respuesta a esta importante cuestión. La clave está en los reguladores maestros de los genes que están en el citoplasma. Los reguladores maestros son proteínas que activan o reprimen la expresión de genes específicos. El hecho de que actúen desde el citoplasma es lo que aporta la extraordinaria versatilidad que tiene este proceso ya que basta con que se produzcan pequeñas alteraciones en el contenido del citoplasma para que se generen células hijas diferentes a sus progenitoras. Hay dos mecanismos por los que se altera la composición del citoplasma. Un mecanismo entra en acción cuando los reguladores sintetizados en la generación celular anterior se distribuyen de forma asimétrica dentro del material citoplasmático debido a sus diferentes afinidades químicas. Esto provoca que los citoplasmas de las células hijas sean diferentes. El otro mecanismo consiste en la penetración de diferentes reguladores a través de la membrana celular provenientes del medio o de células vecinas. Por uno u otro mecanismo, la diferenciación del contenido del citoplasma es la causa de la diferenciación celular.

Diferenciación celular y cáncer

En las neoplasias, el concepto de diferenciación se refiere al grado de especialización de las células neoplásicas. Una célula neoplásica indiferenciada, es una célula más primitiva que aquellas del tejido del cual proviene y por ende, con mayor capacidad mitótica. De ahí el concepto de que una célula neoplásica más diferenciada es aquella más parecida en sus funciones a una célula normal del tejido del cual proviene y una célula poco diferenciada es aquella célula menos diferenciada del tejido original y menos especializada.

Muy diferenciada = Muy parecida al tejido original. Poco diferenciada = Muy diferente al tejido original.

Anaplasia: cuando hay falta de diferenciación y las células tienen formas y tamaños diversos y muchos núcleos y nucléolos.