DIFERENCIACIÓN CELULAR diferenciación celular biologícaDiagrama de la división y diferenciación celular de la célula madre. A - célula madre; B - célula del progenitor; C - célula diferenciada; 1 - división simétrica de la célula madre , 2 - División asimétrica de la célula madre, 3 - división de la célula del progenitor; 4 - diferenciación terminal. Índice 1 Introducción 2 Objetivo 3 Hipótesis sobre el mecanismo de diferenciación celular 4 Mecanismos generales de control de la diferenciación celular 5 Importancia de la impronta genómica 6 Diferenciación celular en invertebrados 7 Diferenciación celular en mamíferos 8 Diferenciación celular en plantas superiores 9 Reprogramación de células animales diferenciadas a células indiferenciadas 10 Referencias 11 Bibliografía Mucho se ha avanzado.INTRODUCCIÓN Un organismo completo se inicia a partir de una única célula. simplemente pretendemos “asomarnos” al maravilloso proceso de desarrollo que permite “hacer” un organismo. La intención de este encuentro no será conocer los complejos pasos genéticos y moleculares en cuestión. Pero ¿cómo es posible que a partir de esa primera célula se originen los más de doscientos tipos celulares diferentes que conforman un organismo? ¿Las células intestinales tienen la misma información genética que las células del músculo o las neuronas? ¿La información genética se fragmenta y pierde en las células “especializadas”? ¿Qué promueve la diferenciación celular? ¿Pueden “desespecializarse” las células que se han especializado en cumplir una función? Algunas de estas preguntas ya tienen respuestas. . pero otras todavía necesitan de la investigación de los científicos para esclarecer los mecanismos en juego. Veamos una breve introducción al tema para describir algunas bases de los mecanismos de la diferenciación celular. pero mucho más queda por develar. la célula huevo o cigota. la determinación sólo es una toma de decisión por parte de la célula que no conlleva cambios en ella. morfológica o bioquímica de algo que ya ocurrió antes y que se denomina determinación (la determinación depende del entorno. cuando se diferencia ya no puede ser toti potente). Por lo tanto. La diferenciación es la manifestación externa.OBJETIVOS El estudio y objetivo de la diferenciación se entiende que una célula cambió sus características morfológicas o bioquímicas de manera que sus descendientes mantendrán esas características o las cambiarán de nuevo si ocurre una nueva diferenciación en otro sentido. . Se dice que una célula está determinada cuando de modo irreversible escogen una vía de diferenciación pero todavía no expresó ninguna característica que permita reconocerla cómo diferenciada. control son .HIPOTESIS DE DIFERENCIACION CELULAR Hipótesis sobre el mecanismo de diferenciación celular Hasta la década de 1950. los distintos tipos celulares perdían genes. la diferenciación celular se debe a reacciones bioquímicas que tienen lugar en el interior de la célula. A finales de los años 1950. Estos morfógenos serán clave en la señalización que lleve a la expresión de unos u otros genes. Una de ellas. existía una expresión diferencial de los distintos genes según el tipo celular. normalmente proteínas gradiente que de aparecen en un concentración en la célula o en el medio que la rodea. Frederick Stewart cultivó células individuales de zanahoria en un medio con nutrientes y varias hormonas de crecimiento. están controlados por mecanismos de regulación génica como control genómico. La diferenciación celular. Éstos sustancias. De esta forma se descartaba la hipótesis de la pérdida de material genético según el tipo celular. Cabe destacar la importancia de las sustancias denominadas morfógenos. de forma que controla el destino durante la diferenciación. se planteaban dos posibles hipótesis que podrían explicar la diferenciación celular en los organismos pluricelulares. Mecanismos generales de control de la diferenciación celular Como cualquier proceso celular. La otra. El resultado es que algunas de ellas dieron lugar a zanahorias adultas completas. regiones de su genoma. defendía que manteniendo todos los tipos celulares el mismo genoma. es que a partir del embrión. al igual que otros tantos procesos celulares. de forma que en el individuo adulto los distintos tipos celulares presentaran distinto genoma. y está promovida por complejas cascadas de señalización. cambios coordinados en la expresión génica. Por todo ello. Además. Esclerosis Múltiple. Los procesos de diferenciacion son parte esencial de los procesos de desarrollo en seres multicelulares. cada una especializada en un tejido. estas células madres van dando origen a todo este intrincado y fantástico proceso de crear un nuevo ser. Se cree que las células madre pueden un día. otros puedan continuar expresándose. la diferenciación se fija a nivel epigenético. posttraduccional. cuando se conozcan a fondo los mecanismos de diferenciación.transcripcional. tales como las neurodegenerativas . las proteínas sobre las que se empaqueta el ADN (histonas y otras) sufren modificaciones químicas que hacen que determinados genes dejen de expresarse de forma permanente en determinada célula (es decir. la diferenciación es un proceso al cual se está dedicando mucha investigación en la actualidad. Estos cambios se producen como consecuencia de la acción de complejas redes de regulación transcripcional. un órgano y cumple una función especial.Parkinson. puede originarse un nuevo individuo con unas características únicas. a medida que éstas se diferencian. así que nos proponemos estudiar un poco esta función celular. control traduccional y control La diferenciación celular se desarrolla fundamentalmente gracias a cambios controlados en el programa transcripcional. sin embargo. la inactivación permanente de grupos de genes predomina sobre la activación. Cuando se forma un organismo las células primigenias (el cigoto) en los mamíferos cumplen una maravillosa función. Generalmente. y otras. y dentro de esa particularidad que tiene esa primera célula es que puede dar origen a millones de células. pocos genes están completamente inactivos en células no diferenciadas. funciones. La diferenciación celular es un proceso muy importante pero también complejo. Estas primeras células que la ciencia hoy llama totipotentes originan toda esta división y diferenciación celular. pues a partir de una sola celular formada por el aporte genético que han aportado ambos padres. ayudar a la sanación de graves lesiones (por ejemplo. medulares) o a curar importantes enfermedades. . etcétera) tan diferentes como una célula ósea. hasta su muerte). Es decir. control posttranscripcional. es decir. y otros comiencen a expresarse. es necesario tener en cuenta que mediante la diferenciación se logra que células con idéntica información contenida en sus genomas presenten fenotipos (morfología. una neurona o una fibra muscular. La división de la cigota origina un embrión La fecundación se presenta como resultado de la fusión de los gametos haploides masculino y femenino para formar la célula cigota o cigoto diploide. . En ese momento se activa el desarrollo: el cigoto comienza una rápida serie de divisiones y a partir de ese instante comienza a llamarse embrión. De una célula totipotencial se puede obtener un organismo funcional. Las células se unen entonces a la superficie interior de la blástula y migran. A partir de este momento. proceso que comienza a los 4 días de desarrollo. ocurre un evento de proporciones dramáticas: una serie coordinada de migraciones celulares ocasiona que la capa externa de células se pliegue hacia dentro de la bola hueca. Comienzan a distinguirse grupos de células que adquieren características particulares que otras no poseen. esta masa de células se endodermo (capa interna).En determinado momento. como si diéramos vuelta un guante. arrastrando a más células con ellas. el denomina mesodermo (capa media) y el gástrula. Las primeras células de un ser humano procedentes denominadas del células zigoto son totipotenciales. La morfología de las células cambia notablemente y este proceso se denomina diferenciación celular. que pueden desarrollarse en varios. . ectodermo El resultado es la formación en el embrión de tres capas primarias de células: el (capa externa). por ser capaces de diferenciarse en todo tipo de células especializadas. pero ya no en todos los tipos celulares. especializándose en un tipo celular. A medida que se diferencian restringen su potencial y se convierten en células pluripotenciales. De estas células ya no es posible obtener un organismo. los factores de inhibición de crecimiento le dicen a las células que dejen de dividirse. es decir sus ejes anteroposteriores y dorsoventrales. c) Genes selectores homeóticos: que especifican la identidad de los segmentos. las células individuales mantienen una pequeña cantidad de “espacio personal”. los científicos creen que el contacto entre las células estimula la liberación de los factores inhibitorios del crecimiento. En cambio otras denominadas células troncales o células madre conservan la capacidad de división. Normalmente. En los adultos estas células sólo. b) Genes de segmentación: que definen el número correcto y la polaridad de de los segmentos corporales del embrión. pueden diferenciarse en un tipo concreto de célula especializada desarrollarse a células especializadas de dicho tejido (ej.: las células se las denomina sanguíneas). las mutaciones de estos transforman una parte del cuerpo en otra. Exactamente cómo funciona la inhibición de contacto todavía se desconoce. Bajo ciertas condiciones. A diferencia de los factores de crecimiento. Patrones de desarrollo Están mediados por los genes de los cuales hay varios grupos: a) Genes de efecto materno: que definen la polaridad del embrión. (Ej. . Si una célula necesita ser reemplazada (a causa de daño. simplemente dejarán de crecer. Las de la médula ósea que darán lugar a células sanguíneas). las células que se vuelven atestadas y comienzan a tocarse entre sí. o alguna otra razón). segregará factores de crecimiento que estimulan que la célula se someta a mitosis o se diferencie. Con la especialización y la maduración muchas células pierden la capacidad de reproducción. A estas células troncales indiferenciadas de un tejido que pueden multipotenciales.A medida que avanza la diferenciación se van desarrollando los distintos tipos de tejidos del cuerpo. Algunos de estos se conocen en conjunto como genes Hox y codifican factores de transcripción. Los factores de crecimiento estimulan la mitosis y la diferenciación celular. apoptosis natural. Sin embargo. La inhibición del contacto hace que las células dejen de proliferarse. los tejidos protectores. Diversidad y diferenciación de los tejidos Un por diferentes pero vegetal o un animal está formado órganos. Existen meristemos primarios. La especialización en ciertas funciones trae como consecuencias la diferenciación celular. y medistemos secundarios. cuyas células permiten el crecimiento de la planta en longitud. cuyas células permiten el crecimiento de la planta en grosor. Los tejidos de crecimiento o meristemos están constituidos por células jóvenes cuya única actividad es la de dividirse continuamente por mitosis. el cámbium y el felógeno. los tejidos parenquimáticos. Al mismo tiempo la células tienden a adoptar las características estructurales que las capacitan por el desempeño de su función especifica. Cada órgano a su vez esta formado por tejidos diferentes que desempeñan determinadas funciones.Formación de tejidos La asociación de células que realizan funciones específicas da origen a los tejidos. los tejidos conductores. los tejidos se sostén y los tejidos excretores. Tejidos vegetales Los principales tejidos vegetales son los siguientes: los tejidos de crecimiento. dispuestos coordinados de tal manera constituye individuo realizar funciones propias de cada ser vivo. por su y que un capas de las forma y funciones. De las células de los meristemos derivan todas las células que forman el vegetal. . formada por células transparentes e impermeabilizadas. por los que circula la savia elaborada formada por agua y materia orgánica. o floema. Los tejidos excretores están formados por células especializadas en producir y excretar diversos tipos de sustancias. Los tejidos parenquimáticos están constituidos por células especializadas en la nutrición. etc. . Los tejidos protectores. y los vasos liberianos. Se distinguen los vasos leñosos. el parénquima aerífero. también llamados tegumentos. con células capaces de realizar la fotosíntesis. y el súber o corcho. con células que almacenan sustancias alimenticias. formado por células muertas de paredes gruesas. Estos tejidos dan forma y confieren rigidez a los vegetales. como la resina de las coníferas o pinos y abetos. Hay dos clases de tegumentos: la epidermis. el látex de las plantas lechosas. están formados por células que recubren el vegetal y lo aíslan del exterior. las bolsas secretoras de la corteza de la naranja. etc. o xilema. Los tejidos conductores están formados por células cilíndricas que se asocian formando tubos. que ha pasado por el proceso de la fotosíntesis y es el verdadero alimento de la planta. el parénquima de reserva. Los principales parénquimas son: el parénquima clorofílico. por los que circulan las sustancias nutritivas. por los que circula la savia bruta formada por agua y sales minerales. Los tejidos de sostén están constituidos por células alargadas de paredes muy gruesas formadas por celulosa. que contiene aire. y que además forman glándulas. con lo que presentan una gran superficie de contacto entre ellas. como las uniones estrechas y desmosomas. sin que exista prácticamente matriz extracelular. En estas zonas adyacentes existen estructuras moleculares especializadas denominadas complejos de unión. tanto internas como externas. además . Tejidos animales Tejidos epiteliales. Los epitelios constituyen uno de los cuatro tejidos fundamentales de los animales. Conjunto de células estrechamente unidas que tapizan las superficies corporales. Están formados por células dispuestas de manera contigua. Forman la mayor parte del organismo y realizan funciones tan variadas como sostén. Se origina a partir de las células mesenquimáticas embrionarias. La lámina basal tiene un componente producido por las células epiteliales y otro por el tejido conectivo subyacente. que sirve de puente de comunicación entre distintos tejidos y órganos. por lo que generalmente se le considera como el medio interno . Los epitelios no poseen red de capilares sanguíneos por lo que la nutrición se realiza por difusión desde el tejido conectivo subyacente. etcétera. Se le considera como un tejido de sostén puesto que sostiene y cohesiona a otros tejidos y órganos. nutrición. sirve de soporte a estructuras del organismo y protege y aísla a los órganos. de secreción. Las células epiteliales se organizan formando uno o varios estratos que descansan sobre una capa de matriz extracelular especializada denominada lámina basal. Es característico también de los epitelios su polaridad. Agrupan a un variado tipo de tejidos que se caracterizan por la gran importancia de su matriz extracelular. Esto hace difícil o imposibilita el paso de determinadas moléculas por el espacio intercelular. El tejido conectivo es el principal constituyente del organismo.de uniones focales. todas las sustancias que son absorbidas por los epitelios tienen que pasar por este tejido. y además pueden poseer células que actúan como órganos sensoriales. etc. Algunas de estas funciones son posibles gracias a la presencia de especializaciones celulares en sus superficies libres o apicales como cilios. El tejido conectivo se especializa en diferentes tipos cuya clasificación puede depender del autor. Bajo la lámina basal siempre aparece tejido conectivo. filtración. reserva. [5] Las funciones de los epitelios son muy variadas: protección frente a la desecación o la abrasión. Además. que forman puentes intercelulares para fortalecer la cohesión entre las células epiteliales. absorción selectiva. flagelos y microvellosidades. Tejidos conectivos o conjuntivos. entendiendo por ello las diferencias morfofuncionales que presentan entre su dominio apical (orientado hacia la luz o hacia el exterior) y su dominio basal (orientado hacia la lámina basal). la cuál en la mayoría de los casos es la principal responsable de su función. transporte de sustancias por su superficie. Bajo el nombre de conectivo se engloban una serie de tejidos heterogéneos pero con características compartidas. Está formado por unas células muy alargadas denominadas miocitos o fibras musculares que tienen la capacidad de contraerse. El tejido muscular se divide en dos tipos: estriado y liso. El tejido muscular es un derivado mesodérmico responsable del movimiento de los órganos y de los organismos que lo poseen. Formado por células que permiten el movimiento de los animales gracias a la propiedad de sus células de contraerse. Los miocitos se disponen en paralelo formando haces. La capacidad contráctil de estas células depende de la asociación entre microfilamentos y proteínas motoras miosina II presentes en su citoesqueleto. estructurales y bioquímicas del tejido conectivo. Las células del músculo estriado presentan unas bandas perpendiculares al eje longitudinal celular cuando se . la cual representa una combinación de fibras colágenas y elásticas y de una sustancia fundamental rica en proteoglucanos y glucosamicoglucanos. Las características de la matriz extracelular son precisamente las responsables de las propiedades mecánicas.del organismo. Una de estas características es la presencia de células embebidas en una abundante matriz extracelular. La clasificación del tejido conectivo en distintos subtipos depende de los autores pero generalmente se agrupan de la siguiente forma: Conectivo propiamente dicho Mesenquimático Mucoso o Reticular Elástico Laxo o Denso Adiposo Cartílaginoso Óseo Sanguíneo gelatinoso areolar Conectivo especializado Tejido muscular. A. regular el flujo sanguíneo. Uranga (1994).observan al microscopio. nervios y neuronas diseminados por el organismo. bombeo sanguíneo del corazón. las prolongaciones dendríticas y el axón. y el sistema nervioso periférico formado por ganglios. procesarla y desencadenar una respuesta. El tejido nervioso se desarrolla a partir del ectodermo embrionario. Del cuerpo celular parte el axón por donde viaja la información hacia otras neuronas o a fibras musculares. Importancia de la impronta genómica La impronta genómica es la expresión diferencial del alelo paterno o materno de un mismo gen debido simplemente a su procedencia. Las células del sistema nervioso se agrupan para formar dos partes: el sistema nervioso central que incluye el encéfalo y la médula espinal. Las neuronas están especializadas en la conducción de información eléctrica por sus membranas gracias a variaciones en el potencial eléctrico de la membrana plasmática. y cuya misión es recibir información del medio externo e interno. estas células se pueden dividir en tres compartimentos: el soma o cuerpo celular (donde se localiza el núcleo de la célula). Un ejemplo claro del importante papel que juega este fenómeno en la diferenciación celular se puede observar en el trabajo de J. digestión. Es un tejido formado por dos tipos celulares: neuronas y glía. control del sistema endocrino. . El árbol dendrítico es el principal receptor de la información que proviene de multitud de otras neuronas. de ahí su nombre. Estas bandas transversales no aparecen en el músculo liso. Es también el responsable de controlar numerosas funciones vitales como la respiración. Mofológicamente. El tipo estriado se subdivide en músculo esquelético y en músculo cardiaco. la integran y producen una respuesta que envían a otras células. la integra y la dirige al cuerpo celular. Este fenómeno juega un importante papel en el proceso de diferenciación celular. La reciben del medio interno o externo. Tejido nervioso. Está constituido por células especializadas en procesar información. etc. Sin embargo. J. Se observó que. en partenogénesis se inhibe la proliferación celular.A. aunque las exigencias metabólicas eran similares. Además se comprobó que existía una desregulación en la expresión de las citoqueratinas ya que se expresaban en las células indiferenciadas del interior del blastocito. y analizó las manifestaciones más tempranas de la impronta y su significado a nivel citológico y molecular. en mamíferos la impronta genómica juega un papel muy importante y que se traduce en la inactivación de algunos genes. a diferencia de en animales inferiores. Durante la implantación es donde se produce una gran mortandad de los embriones mamíferos activados partenogénicamente. de forma que el número de células es menor que en embriones fecundados. Este error en la expresión proteica se asocia a algún factor de origen paterno que inhibe la diferenciación de estas células. .La partenogénesis es un fenómeno por el cuál algunos animales pueden reproducirse sin contribución de gametos masculinos. cosa que no sucedía en los embriones fecundados. Uranga utilizó un método de activación partenogénica que permite que la proporción de embriones partenogénicos que superan la implantación y llegan a la etapa de blastocito fuera similar al de embriones fecundados normalmente. . elegans. su desarrollo embrionario con sus mecanismos de diferenciación están bien estudiados.Diferenciación celular en invertebrados Ya que Drosophila melanogaster es un organismo modelo. y se describen correctamente en su artículo. Linajes celulares durante la diferenciación celular en C. debido a los problemas que plantea la bioética en este campo. Los datos obtenidos. hasta a las relaciones entre células vecinas (espacios entre células o crecimiento diferencial de unas respecto a otras). que PKC epsilon desarrolla un papel muy importante en la diferenciación del músculo esquelético. aumenta la expresión de PKC epsilon y PKC eta. Gaboardi et all (2010) para identificar las dianas corriente abajo de PLC-gamma 1 analizaron la expresión de isoformas de PKC (Phosphokinase C) dependientes de DAG (diacilglicerol) durante la diferenciación muscular. Diferenciación celular en plantas superiores La diferenciación en plantas superiores se produce a partir de las células meristemáticas que son reclutadas para dar lugar a las células maduras que forman parte de los órganos de la planta. Analizaron la relación existente entre la cantidad de PKC epsilon y la expresión de miogenina. sugieren que los genes WOX4 promueven la diferenciación o la no diferenciación del procambium vascular. cuyo floema y xilema no se había diferenciado o lo habían hecho dando lugar a conductos más pequeños de lo normal. .Diferenciación celular en mamíferos Los mecanismos de diferenciación celular en mamíferos se conocen menos. La conclusión fue. que dará lugar a éstas por diferenciación celular. Los cambios que se producen en la célula afectan desde al contenido celular o estructura de la pared. por tanto. Una reducción de la expresión de WOX4 mediante RNA de interferencia en Arabidopsis tuvo como consecuencia plantas de pequeño tamaño. y que PKC epsilon es capaz de formar un complejo con PLC-gamma 1. Sin embargo poco a poco nuestro conocimiento acerca de estos mecanismos es mayor. Según estudios realizados en el desarrollo de Arabidopsis thaliana y Solanum lycopersicum en los que se observó la transcripción y función de los genes WOX4. Está demostrado que los genes de la familia WOX están relacionados con la organización de grupos de células durante el desarrollo de la planta. El mioblasto es el tipo celular precursor de los miocitos (células musculares). GC. Se ha observado en mioblastos C2C12 de ratón que la PLC-gamma 1 (phospholipase C-gamma) está relacionada con el proceso de diferenciación celular de estas células inducido con insulina. El aumento de la cantidad de PKC epsilon está asociado a un aumento de su actividad. Se observó que durante la formación de miotubos. se constató que estos genes están involucrados en el desarrollo de los haces vasculares de la raíz y en el brote de los órganos laterales en ambas especies. Un ejemplo puede ser el de los mioblastos C2C12 de ratones. Lin28. El hecho de que estos factores pueden no sólo mantener la célula indiferenciada si no reprogramar su núcleo una vez diferenciada. c-Myc y Klf4. se ha seguido trabajando y se han encontrado nuevas combinaciones de cuatro factores en las que no aparecía cMyc. no sólo manteniendo su estado de indiferenciación. y la gran cantidad de rutas bioquímicas implicadas en el desarrollo celular. Sox2. El funcionamiento de algunos de ellos ya se conoce bastante bien. También se ha conseguido reprogramar fibroblastos humanos con estos factores.Reprogramación de células animales diferenciadas a células indiferenciadas La clonación de la oveja Dolly demostró que en los ovocitos de mamífero se encontraban presentes ciertos factores de transcripción capaces de reprogramar el núcleo. Utf1. Sox 2. . etc. Mediante estudios por técnicas de microarrays se encontraron algunos de estos factores como Oct4. Tdgf1. lo cual nos puede mostrar la potencialidad que tiene esta línea de investigación. sino induciendo en núcleos de células diferenciadas una vuelta hacia el estado indiferenciado. Debido a que c-Myc es un factor que es oncogénico. fue demostrado por el grupo de Yamanaka que fue capaz de encontrar una combinación de cuatro de estos factores capaz de reprogramar fibroblastos murinos: Oct2. Nanog. ¿Esto sería posible? 9. Durante los años 60 Gurdon realizó una serie de experimentos que cambió fundamentalmente el concepto de diferenciación celular. Experimento de Gurdon 13.001 m(milímetros)1 mm = 1000 µm 1 µm = 0. 10. Una primera serie de experimentos se realizó transplantando núcleos a ovocitos de anfibios. que las relaciona. queratina en las células epidérmicas. tripsina. un fenómeno irreversible. 12.GLOSARIO 2. Diferenciación Celular Estas células son suficientemente grandes para inyectarles un núcleo de otra célula. Dado que todas las células de una misma especie poseen la misma cantidad de ADN. que poseen una sustancia intercelular entre ellas. y haber aumentado el número de copias de los genes que codifican para queratina. tripsina en las células acinares del páncreas. el aumento de copias de un determinado gen debería implicar que otros se pierden. Tejidos Están formados por: Células Sustancia Intercelular Tejidos: agrupaciones de células. lo cual produce la destrucción del núcleo. 8. generalmente de un mismo tipo. Diferenciación Celular Así las células epidérmicas podrían haber perdido los genes que codifican para hemoglobina. Niveles de organización de la materia viva Morfología microscópica Morfología macroscópica y mesoscópica 5. 6. PREGUNTAS: a) ¿Cómo se comunican las Cells?c) ¿Cuáles son los mecanismos de transporte a nivel celular? E) ¿De qué factores depende la forma y la diferenciación celular? 7. hemoglobina en los glóbulos rojos. Ovocitos de rana no fertilizados son sometidos a luz ultravioleta. Diferenciación Celular Esta era la concepción prevalente durante la década del 50. Conversión de Unidades1 m = 1000 mm 1 mm = 0. etc. Niveles de organización de la materia viva Partículas Subatómicas Átomos Moléculas Células Tejidos Órganos Aparatos y Sistemas Organismo Pluricelular 4. dando .001 mm(micrómetros)1 µm = 1000 nm 1 nm = 0. Diferenciación Celular Esto llevó a pensar que la diferenciación celular consistiría en la amplificación de secuencias particulares de ADN que codifican para tales proteínas (genes). La pérdida de genes durante el proceso de diferenciación también se pensó que podría explicar el hecho de que la diferenciación celular es casi siempre.001 µm(nanómetros) 3. Diferenciación Celular Las células altamente diferenciadas generalmente sintetizan una gran cantidad de una o sólo unas pocas proteínas. 11. el núcleo de una célula diferenciada contiene toda la información genética necesaria para originar un nuevo individuo. del intestino o de células nerviosas. Diferenciación y síntesis de proteínas Citoesqueleto Histonas de la cromatina Proteínas ribosomales Conforman la lámina del núcleo Conforman las membranas del RER y el aparato de Golgi Cadena respiratoria de las crestas mitocondriales Enzimas que son claves en el metabolismo celular. Diferenciación Celular Recientemente. Todas las células de un mismo organismo producen un cierto número de proteínas que son comunes. Es decir. tales como células epiteliales de la epidermis. 14. 21. proteínas excepcionales que sólo son sintetizadas en uno o unos pocos tipos celulares (Hemoglobina sólo está en los eritrocitos) Otros que estando presente en varios . El transplante de un núcleo somático (diploide) al ovocito anucleado gatilla el mismo proceso que el de la fecundación de un ovocito normal por un espermatozoide: la obtención. a través de un proceso normal de desarrollo de una rana adulta normal y fértil. La oveja “Dolly” es el resultado del transplante de un núcleo de una célula somática de un animal adulto (célula de la glándula mamaria) en el citoplasma de un ovocito enucleado. las mismas secuencias de ADN (genes).como resultado ovocitos enucleados (sin núcleo). Diferenciación Celular Durante la diferenciación celular el genoma permanece constante. A partir de renacuajos de la misma especie se separan núcleos de células somáticas diferenciadas. Diferenciación Celular Dado que un mismo núcleo puede “expresar” genes diferentes según el citoplasma que lo rodea se puede inferir que en el citoplasma existen factores que influyen en la expresión génica y por lo tanto en la diferenciación celular. sin que haya pérdida de información genética fundamental. Sin embargo los resultados no son los esperados. 17. 16. 19. ¿Qué tan extensas deben ser las diferencias entre las proteínas de dos tipos celulares de tal manera que uno termine siendo una célula muscular estriada y el otro una neurona? No hay aún una respuesta para esta pregunta. 20. más precisamente. Diferenciación Celular Cada uno de estos núcleos es inyectados individualmente a ovocitos anucleados. Diferenciación y síntesis de proteínas En un organismo multicelular. Diferenciación y síntesis de proteínas Existen por otro lado. los diferentes tipos celulares sintetizan y almacenan proteínas diferentes. 18. Todas las células de un organismo multicelular poseen el mismo ADN. 15. obteniéndose por primera vez un “clon” viable de un mamífero adulto. se ha logrado reproducir el experimento de Gurdon en una especie mamíferos. De éstas sólo unas 2. Transporte del ARN m del núcleo al citoplasma. Diferenciación celular y expresión génica Dado que las células se diferencian unas de otras por las proteínas que sintetizan. se puede concluir que los distintos tipos celulares se diferencian porque expresan genes diferentes. Diferenciación y síntesis deproteínas El análisis del número de secuencias diferentes del ARNm sugiere que una célula eucarionte superior sintetiza entre 10.000 proteínas parecen ser comunes a todos los tipos celulares de un mismo organismo. La mayoría de estas 2. 24. . 22.000 proteínas diferentes. como la miosina en la célula muscular estriada. 25. el proceso de diferenciación podría involucrar a una. o a las cinco etapas que median entre el ADN y la proteína finalmente sintetizada. Traducción del ARNm a proteína. Procesamiento del ARNnh (ARN nuclear heterogéneo) a ARNm. Si las células se diferencian entre sí por las proteínas que producen. más de una.000 copias) como para ser detectadas. sólo en uno de ellos se sintetizan en cantidades excepcionalmente grandes. Diferenciación celular yexpresión génicaEn eucariontes la vía que va desde el ADN a la proteína involucra las siguientes etapas: Transcripción de ADN a ARN.000 están en cantidades suficientes (más de 50.tipos celulares. Diferenciación y síntesis deproteínas Lo cual sugiere que un número relativamente bajo de proteínas diferentes o especiales debe ser suficiente para crear diferencias muy grandes en la conducta celular.000 y 20. pero todas ellas poseen el mismo genoma. 23. Degradación del ARNm. N. PKC delta and NADPH oxidase in retinoic acid-induced neuroblastoma cell differentiation. (2009) The World of the Cell (17th edition). 2010. W.C. Nitti. M.org/wiki/Diferenciaci%C3%B3n_celular .es) BibliografíaBecker. 3ª edición. Página 434.. Topol. B.J. et all (2010).P. (books.A.Russell Ross. R.Eric J. Pearson Education. Ir a ↑ [1]Aterosclerosis y enfermedad arterial coronaria. Un enfoque conceptual. J. Koenig. D.wikipedia. M et all (2010).J. http://es.G. & Scanlon.. & Bertoni. A role for PKC epsilon during C2C12 myogenic differentiation. Pierce. Editorial Médica Panamericana. Shimizu. Ji.BIBLIOGRAFIA Referencias 1. Kleinsmith. Sinha. Hardin. Escrito por Valentín Fuster..M. 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