La diferenciación
celular es el proceso por el que las celulas 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 gefnoma., permanece inalterable, con algunas excepciones.
Las caracterisricas de la
diferenciacion celular son:
Las
Pluripotenciales: Pueden formar varias celulas vdiferentes como tambien pueden
diferenciarse en varias celulas distintas.
Las
Totipotenciales: Pueden diferenciarse en todas las celulas.
Las
Unipotenciales: Pueden diferenciar solo a un tipo de celula.
En
la inmensa mayoría de los organismos pluricelulares, todas las células no son
idénticas. Por ejemplo, las células que forman la piell 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 fecuncacion de un
ovulo por un espermatozoide, gracias a la diferenciación celular.
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.
Las primeras células del
embrión son similares
A)
Cigota de erizo de mar.
B)
Embrión de 2 células.
C)
Embrión de 4 células.
D)
Embrión de 8 células.
Una
vez que el embrión ha sufrido muchas divisiones, toma la forma de una
esfera, que por su parecido a las moras, se denomina mórula. Es interesante
notar que la cigota es una de las células más grandes del organismo, y
las sucesivas divisiones que sufre no cambian su tamaño. Por lo tanto,
las primeras divisiones del estadio embrionario generan células
cada vez más pequeñas. El desarrollo del embrión continúa hasta que
se llega a formar una bola hueca de células que se denomina
blástula. Hasta este período las células son más o menos similares.
No tienen actividad biosintética. Han heredado el citoplasma, junto
a los componentes que allí estaban presentes (ARNm, ribosomas, proteínas,
etc., etc., etc.), que generación tras generación pasó desde la cigota.
La diferenciación celular forma tipos celulares muy diferentes
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El resultado es la
formación en el embrión de tres capas primarias de células: el endodermo
(capa interna); el mesodermo (capa media) y el ectodermo (capa
externa).
Comienzan a
distinguirse grupos de células que adquieren características particulares
que otras no poseen, especializándose en un tipo celular. La morfología
de las células cambia notablemente y este proceso se denomina
diferenciación celular.
La diferenciación es
el resultado de la activación o inactivación de los genes Como
herencia de la información genética obtenida a partir de la cigota, todas
las células descendientes contienen el mismo conjunto de genes. Entonces,
debemos interpretar que en las células diferenciadas sólo se expresan
algunos genes. Es decir, existe algún mecanismo que hace que los genes
estén “prendidos” o “apagados”. En función de cuál es el conjunto de los
genes activos, las células tomarán una dirección determinada de
diferenciación.
Los genes homeóticos controlan la actividad de
otros genes
Dentro del genoma de
la célula, existen ciertos genes llamados homeóticos, que codifican para
proteínas que tienen la capacidad de controlar la actividad de otros genes
y son denominadas proteínas homéoticas. Los genes homeóticos, a través de
sus proteínas homeóticas, son los encargados de prender o apagar a otros
genes. Un ejemplo es el gen myoD que tiene las instrucciones para
fabricar la proteína MyoD. Esta proteína permite la transcripción de
secuencias de ADN que codifican para proteínas musculares (actina,
miosina, tropomiosina y troponina), es decir, activa a cada unos de
dichos genes. Si la proteína MyoD no está presente en la célula, estos
genes permanecen “apagados” y no se desarrollarán las características de
las células musculares. De la misma manera, existen otros genes
homeóticos que determinan la diferenciación hacia otros tipos
celulares.
Los procesos que dan
lugar a la formación de un nuevo ser vivo a partir de sus progenitores (o
embriogénesis, la formación y desarrollo del embrión) han intrigado por
milenios. Como sucede con casi todos los campos del los avances en la
comprensión de este fenómeno han ido generando nuevos interrogantes y, si
bien en la actualidad se conocen muchos de sus aspectos, persisten
todavía numerosas incógnitas sobre cuestiones fundamentales. Este
artículo intenta proporcionar un panorama del estado actual del conocimiento de
la embriogénesis y, en particular; de sus aspectos aun no dilucidados.
Dado que es imposible en un ensayo de este tipo abarcar todos los
animales, ni tan siquiera los grupos más importantes de ellos, se
analizarán sólo las ranas y los sapos, es decir; los pertenecientes al orden de
los anuros - animales sin cola - de la clase de los anfibios, los cuales,
por lo fácil de su manipulación experimental, se usan a menudo para
estudiar la embriogénesis de los vertebrados.
El análisis del
desarrollo embrionario requiere el previo estudio de la formación de las
gametas o gametos, esto es, los espermatozoides y los ovocitos, cuya
unión durante la fecundación inicia la embriogénesis. Recordemos que en
el núcleo de todas las células están los cromosomas, portadores de la
información hereditaria, constituidos por ácido desoxirribonucleico (ADN)
y proteínas, y que - en la mayor parte de los casos - sólo son visibles
durante la división celular: en otros estadios de la vida de la célula
están asociados en un ovillo llamado cromatina. La forma y el número de
cromosomas de una célula son distintivos de cada especie.
En todas las células,
con la excepción de las gametas, los cromosomas se presentan en pares,
cada uno de cuyos miembros proviene de uno de los progenitores. Así, en
las células humanas hay veintitrés pares de cromosomas y cada par está
constituido por un cromosoma heredado del padre y otro de la madre. En
las gametas, en cambio, hay sólo un miembro de cada par de cromosomas, por
lo que su número total es la mitad del encontrado en las demás células
del animal (por eso se llaman haploides, por oposición a las células
diploides). Ello se debe al modo de división celular que da origen a las
gametas, llamado meiosis (a diferencia de la mitosis); pero a pesar de que
sólo está presente uno de los dos miembros de cada par señalado, la
información genética de los cromosomas de las gametas proviene por igual de
ambos progenitores, pues la separación de los miembros de los pares
homólogos durante la meiosis se produce al azar
Las gametas aportadas
por los machos son los espermatozoides, células altamente diferenciadas,
adaptadas a su función y producidas en gran cantidad. Poseen un eficaz sistema
de propulsión que utiliza la energía de la hidrólisis del ATP. para mover
un flagelo, cuyo desplazamiento es la causa inmediata del traslado del
espermatozoide. Este contiene, además, enzimas hidrolíticas y otras
proteínas, almacenadas en una vesícula llamada acrosoma; cuando son
liberadas, permiten que el espermatozoide atraviese las cubiertas y la membrana
plasmática de los ovocitos.
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