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Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete UNIDAD 12. LA REPRODUCCIÓN CELULAR 1. INTRODUCCIÓN La célula es la unidad reproductora de los seres vivos. El crecimiento, desarrollo y reproducción de los seres vivos pluricelulares y unicelulares viene condicionado por la división celular: toda célula procede de otra célula, señala la teoría celular. Una célula "nace" a partir de la división de una predecesora, pasa por una serie de etapas donde crece y se divide para originar dos células hijas que comenzarán de nuevo el ciclo. Esto es lo que ocurre a las células que proliferan. Sin embargo, hay otras posibilidades. Así, muchas células no se dividirán nunca y otras nacerán no de la división sino de la fusión de dos células, como ocurre cuando se fusionan dos gametos para dar un zigoto y crear un organismo nuevo. Finalmente, algunas células morirán. La división celular implica: La división del núcleo o cariocinesis, es la parte más complicada. Existen dos formas de división del núcleo: la mitosis y la meiosis. - La mitosis origina núcleos hijos con idéntica dotación cromosómica e información genética que la progenitora. Es un proceso típico de las células somáticas del organismo (las que no producirán gametos). - La meiosis origina núcleos hijos con la mitad de cromosomas y diferente información genética debido a un proceso de recombinación. Es característica de las células germinales que originarán los gametos o células reproductoras, que sin este mecanismo tendrían el mismo número de cromosomas que las células somáticas y además se duplicaría generación tras generación. La división del citoplasma o citocinesis, se realiza a continuación de la anterior y es diferente en la célula animal y vegetal. NOTA: Si bien técnicamente los término mitosis y meiosis se refieren a la división del núcleo (cariocinesis) es frecuente que se utilicen para describir al proceso de división completa de la célula (cariocinesis y citocinesis). En los organismos pluricelulares adultos, no todos las células tienen la capacidad de dividirse, tal es el caso de las células musculares y las neuronas (aunque ciertos tipos de neuronas cerebrales se ha descubierto recientemente que si pueden hacerlo). Por otro lado, cierto tipo de “células madre” se encargarán de formar continuamente células de su linaje que ya no tienen capacidad de división, como los eritrocitos, los linfocitos o células de epitelios de revestimiento. Todas las células de un organismo no se dividen a la misma velocidad. Algunas, como las epiteliales y las de la médula ósea, lo hacen activamente mientras otras se dividen más lentamente. Durante la vida de una célula sus orgánulos se renuevan constantemente. Las células mueren tras un determinado número de divisiones para mantener el buen funcionamiento del organismo, en un proceso inducido fisiológicamente denominado apoptosis o suicidio celular programado. Sólo las células tumorales no lo hacen y ponen en peligro la vida del organismo. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 2 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 2. El CICLO CELULAR Comprende el periodo de tiempo desde que se forma una célula hasta que se divide dando lugar a nuevas células hijas. El ciclo celular de los distintos tipos celulares dentro de un tejido o de un organismo debe estar fuertemente controlado y coordinado. Durante el desarrollo embrionario y juvenil de los animales se crece en tamaño y muchos tipos celulares contribuyen a ello. Sin embargo, alcanzado el tamaño adulto muchas poblaciones celulares detienen o disminuyen sus tasas de proliferación, ajustándolas a las necesidades de reparación, mantenimiento o supervivencia del organismo. Las células humanas normales se dividen, por término medio, entre 50 y 70 veces dependiendo del tipo celular, y con este número de divisiones les basta para mantener hasta un siglo la vida sana de una persona. En algunas ocasiones ocurren errores en ciertas células que escapan a las regulaciones del ciclo celular y se dividen sin control. Éstas son las células tumorales las cuales pueden transformarse en cancerosas si invaden tejidos y órganos vecinos alterando su funcionamiento. El ciclo celular consta de cuatro periodos agrupados en dos grandes etapas: Interfase o intermitosis. Es la etapa comprendida entre la finalización de una división celular y el inicio de la siguiente división. Es la más larga. Se subdivide a su vez en 3 periodos: G1, S y G2 (la letra G significa intervalo o "gap" y la S síntesis). División celular o fase M. Por sus características la estudiaremos en un punto específico. Comprende la mitosis (o cariocinesis) y la citocinesis. Esta secuencia se mantiene en prácticamente todas las células que proliferan y sólo ocasionalmente alguna de las fases es omitida. Sin embargo, la mayoría de las células de un organismo pluricelular adulto no se dividen constantemente sino que detienen su ciclo celular en la fase G1 de manera temporal o permanente, entrando en el periodo denominado G0. Detener el ciclo celular supone que la célula se va a quedar quiescente (detienen la división pero puede inducirse de nuevo el ciclo), o se va a diferenciar (ocurre con células altamente especializadas como las musculares o las neuronas), o sufrirá un periodo de senescencia (envejecimiento) o morirá por apoptosis. La duración del ciclo celular varía dependiente del tipo celular. Una bacteria como E. coli se divide cada 30 minutos, mientras que en células eucariotas la duración es mayor y en eucariotas superiores es diferente dependiendo del tipo de tejido, llegando a durar desde 8 horas hasta más de 100 días. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 3 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 2.1. Control del ciclo celular. En un organismo pluricelular, el avance del ciclo celular y por tanto el ritmo de reproducción de sus células está condicionado por señales externas como la adhesión a otras células o la inhibición por contacto; los factores de crecimiento o mitogénicos (determinadas sustancias Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 4 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete pueden activar ciertos genes que permiten el avance del ciclo celular, por ej. las necrohormonas liberadas en las heridas, las auxinas en vegetales, las hormonas hipofisiarias en animales…). Pero también existen señales internas que informan del estado de salud de la célula, como una correcta dotación de elementos celulares tras la división, una segregación correcta de los cromosomas, la relación superficie/volumen, la relación nucleoplasmática (RNP), etc. Todas estas señales, sean del tipo que sean, actúan a través de dos tipos de proteínas enzimáticas: las ciclinas (proteínas que se sintetizan en un determinado momento del ciclo celular) y las quinasas dependientes de ciclinas o CDKs (se expresan constitutivamentge en las células). La unión de ambas proteínas implica la activación de estas últimas y la progresión del ciclo. Los principales punto de control o chekpoints son: Punto de control G1/S: es el llamado punto de restricción (punto R) y es el más limitante del ciclo permitiendo o no iniciar la replicación del ADN. Se controla que el tamaño de la célula sea adecuado y el entorno sea favorable. Dicho punto está regulado por el llamado factor de transcripción Rb el cual permitirá que se iniciela expresión de los genes implicados en la replicación del ADN y el centrosoma. Dicho factor Rb ha de ser previamente activado por un complejo proteico CDK2-ciclina E, de lo contrario el ciclo no progresaría pues no se activaría el factor de transcripción Rb. Uno de los principales inhibidores de dicho complejo es la proteína p53, codificada por un gen que está localizado en el brazo corto del cromosoma 1. Un daño en dicho gen o una baja concentración de la proteína p53 no inhibiría el complejo CDK2-ciclina E por lo que el factor Rb estaría activado lo que conduciría a la aparición de tumores. Por el contrario, un exceso de proteína p53 produce la inhibición del complejo y la no activación del factor Rb con la consiguiente detención del ciclo en la fase G0 y la senescencia celular. Dicho gen se conoce como “el guardián del genoma”. Punto de control G2/M: regula que el ADN esté correcta y completamente replicado así como que el entorno siga siendo favorable. Lo activa el complejo CDK1-ciclina B. Punto de control M: se produce en la mitosis, concretamente entre la metafase y la anafase y verifica que el huso acromático esté correctamente formado y que la disposición de las cromátidas en la placa ecuatorial sea la correcta. 3. LA MITOSIS Es quizás la etapa más compleja y la que supone una mayor reordenación de los componentes celulares. Hay muchos procesos que se disparan y avanzan en paralelo. Se divide para su mejor estudio y comprensión en mitosis y citocinesis, procesos que estudiaremos a continuación. Mitosis o cariocinesis. Es un proceso de división del núcleo mediante el cual se forman dos núcleos con igual dotación cromosómica e idéntica información genética. Conlleva una serie de fases encaminadas a repartir los componentes celulares sintetizados durante las etapas anteriores del ciclo celular entre las dos células hijas resultantes de una forma generalmente equitativa, destacando el ADN duplicado en la fase S. Aunque es un proceso continuo, para su mejor estudio se divide en 4 fases relacionadas con los diferentes estados por los que va pasando el ADN: profase, metafase, anafase y telofase. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 5 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete PROFASE. Comienza con la condensación del ADN, de manera que llegan a ser visibles las cromátidas, y con la desaparición del nucléolo. También hay una desorganización parcial de los filamentos del citoesqueleto celular. Hacia el final de la fase S la célula había duplicado su centrosoma (pareja de centriolos) o, en su caso, su centro organizador de microtúbulos (COM). A medida que avanza la profase los centrosomas viajan a polos opuestos de la célula, conducidos por proteínas motoras y microtúbulos, y ésta se bipolariza. Entonces ambos centrosomas polimerizan y organizan un sistema de microtúbulos polares que constituirán el denominado huso mitótico. Los orgánulos, como el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi, se fragmentan y disminuye enormemente el tráfico vesicular. Al final de la profase y antes de la metafase (hay quien lo llama Premetafase) la desaparición de la lámina nuclear produce que se desorganice la envoltura nuclear que se fragmenta en pequeñas vesículas (mitosis abierta, excepcionalmente en algunos protoctistas y hongos no se desorganiza y se denomina mitosis cerrada). Las cromátidas, que al principio presentan una cromatina poco empaquetada, se convierten rápidamente en los cromosomas típicos por compactación progresiva. Cada cromosoma está constituido por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. En dicho lugar se diferenciarán frente a cada cromátida y en posiciones simétricas y opuestas unas estructuras poco conocidas llamadas cinetocoros, las cuales inducirán la proliferación de los llamados microtúbulos cinetocóricos. Metafase. En esta fase termina la formación del huso mitótico que estará constituido por los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos. Como consecuencia las cromátidas hermanas, unidas entre sí formando los cromosomas y unidas a los microtúbulos cinetocóricos del huso mitótico, serán desplazadas hacia el centro del huso, equidistante a los dos centrosomas, formándose la denominada placa ecuatorial o metafásica, lo que carcterizará a la metafase. Los desplazamientos son consecuencia del acortamiento y alargamiento de los microtúbulos así como de la acción de proteínas motoras. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 6 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete A veces los cromosomas se desplazan temporalmente fuera de la placa ecuatorial, lo que es indicio del tira y afloja que mantienen los microtúbulos de cada centrosoma. Anafase. Comienza con la rotura de las conexiones entre cromátidas hermanas a nivel del centrómero de manera que cada cromátida, convertida ahora en cromosoma independiente, irá hacia uno de los centrosomas. Esto se debe en primer lugar a que los microtúbulos cinetocóricos se acortan por despolimerización, y posteriormente los propios centrosomas se separan entre sí, empujados debido al alargamiento de los microtúbulos polares, produciéndose un elongamiento de la célula que favorece aún más la separación de las cromátidas. También parece que otros microtúbulos originados en el áster salen desde los centrosomas en dirección opuesta a las cromátidas y contactan con el cortex celular, tirando de los centrosomas. Telofase. Durante esta fase se organiza de nuevo la envuelta nuclear a partir del RER alrededor de cada conjunto de cromátidas que han migrado hacia cada uno de los centrosomas formando los dos núcleos hijos. También se forman los poros nucleares y las cromátidas comienzan a descondensarse. Los microtúbulos se han liberado previamente de los cinetocoros. Reaparece el nucléolo. Resumen de las etapas de la mitosis. Profase Metafase Anafase Telofase Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 7 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Citocinesiss. La fase M termina con la citocinesis (o plasmocinesis) que es el proceso de división del citoplasma celular. Aunque estudiado como etapa independiente, la citocinesis comienza durante la anafase (algunos la incluyen en la telofase) y finaliza con la formación de las dos células hijas. Es un proceso que presenta algunas diferencias en células animales y vegetales. El primer indicio del arranque de la citocinesis en la célula animal es la formación de un surco en la superficie celular llamado surco de escisión o anillo contráctil, que es perpendicular al huso mitótico y se sitúa en una posición generalmente ecuatorial. Este surco se forma por la acción de los filamentos de actina y por la miosina que, al desplazarse unos sobre otros, como ocurre durante la contracción muscular, produce un fenómeno de estrangulamiento. Este anillo es transitorio y se forma sólo durante la citocinesis para después desaparecer. Para completar la citocinesis han de eliminarse los restos del huso mitótico atrapados durante el estrangulamiento, desorganizarse el propio anillo y romperse y sellarse las membranas plasmáticas. Recientemente se ha visto que en las células animales, al igual que en las vegetales, el tráfico vesicular participa en la finalización de la citocinesis. En las células vegetales la citocinesis es diferente a causa de la presencia de la pared celular. Las células hijas se separan, no por la formación de un anillo contráctil sino por la formación de unanueva pared celular en el interior de la célula que se va a dividir. Esta pared nace rodeada de membrana y es perpendicular y central al huso mitótico. Su posición determina la localización de las dos células hijas y por tanto también la dirección de crecimiento de la planta. La formación de esta nueva pared celular está mediada por lo que se denomina el fragmoplasto, que posee como componentes a los restos de los microtúbulos polares del huso mitótico y a vesículas procedentes del aparato de Golgi. Estas vesículas se transportan hasta esta zona por proteínas motoras y se fusionan entre sí y con la pared en crecimiento para formar la lámina media. La separación entra las células hijas no llega a ser completa pues se mantienen algunos poros de comunicación: los plasmodesmos. La finalidad de la mitosis es distinta en organismos uni o pluricelulares. En los primeros la mitosis tiene una finalidad reproductiva mientras que en los pluricelulares su finalidad es el crecimiento del organismo o la regeneración de sus células y tejidos. A lo largo de la evolución los organismos han seleccionado la reproducción sexual por cuanto permite la variabilidad genética debido a los procesos de entrecruzamiento cromosómico y recombinación genética que se producen durante la meiosis. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 8 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 3.2. Tipos de división celular a) Bipartición. La célula madre origina dos células hijas mediante una cariocinesis normal y la correspondiente citocinesis. b) Pluripartición. La célula madre origina varias células hijas. El núcleo se divide varias veces y luego se produce la citocinesis. c) Gemación. Formación de un abultamiento del citoplasma. División del núcleo, uno de los cuales ocupa esa región. Formación de un tabique membranoso (citocinesis). Separación de la célula hija. La gemación puede ser múltiple. d) Esporulación. Enquistamiento de la célula madre frente a condiciones ambientales adversas. División nuclear, rodeándose cada núcleo de una porción de citoplasma, membrana y de una cubierta. Liberación de las células hijas al romperse la cubierta de la célula madre. Desarrollo de las células hijas o esporas en condiciones favorables. 4. LA MEIOSIS Es un proceso mediante el cual a partir de un núcleo diploide (2n) se obtienen cuatro núcleos haploides (n) cada uno con un representante de la pareja de cromosomas homólogos. En animales está directamente relacionada con la gametogénesis (espermatogénesis y ovogénesis) realizada en las células germinales encargadas de la formación de células reproductoras o gametos. En eucariotas inferiores se realiza tras la formación del cigoto diploide para formar cuatro individuos haploides. En plantas es un proceso previo a la formación de esporas que a su vez originarán gametos haploides que al fusionarse originarán un individuo diploide. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 9 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete La meiosis posee un carácter reduccional para evitar la duplicación progresiva de los cromosomas generación tras generación. Por analogía con la mitosis y para facilitar su estudio y comprensión debido a su complejidad se divide en: - Primera división meiótica: profese I, metafase I, anafase I y telofase I. - Segunda división meiótica: profase II, metafase II, anafase II y telofase II. A. Primera división meiótica o división reduccional (División I) Cada célula diploide contiene parejas de cromosomas, uno materno y otro paterno. Durante la primera división meiótica se producen procesos de recombinación entre cromátidas intercambiándose material genético. Debido a esto, los cromosomas resultantes pueden tener diferente contenido genético entre sí y respecto a sus progenitores. Profase I, similar a la profase de la mitosis con la diferencia de que se produce un intercambio de ADN entre los cromosomas homólogos. Consta de cinco subetapas: Leptoteno: espiralización de las dos cromátidas de los cromosomas homólogos, unidas por el centrómero. Zigoteno: apareamiento longitudinal de los cromosomas homólogos gen a gen, a modo de cremallera (sinapsis). En las zonas de contacto aparece una estructura formada por una placa central y elementos laterales fibrilares proteicos llamada complejo sinaptonémico. Esto permitirá la posterior recombinación genética. Cada pareja de cromosomas homólogos unidos así se llama bivalente o tétrada (contiene cuatro cromátidas). Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 10 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Paquiteno:. Completada la condensación y el apareamiento de los cromosomas se produce el sobrecruzamiento o crossing-over un proceso que tiene como consecuencia el intercambio de segmentos de ADN (genes) o recombinación entre las cromátidas homólogas, no entre las hermanas (no tendría sentido). Se observan los denominados “nódulos de recombinación”. Diploteno: comienza la separación de los cromosomas homólogos evidenciándose los quiasmas que son los puntos donde tuvo lugar el sobrecruzamiento. Las cromátidas hermanas continúan unidas por el centrómero. Diacinesis: los pares de cromosomas permanecen unidos por los quiasmas que se desplazan hacia los extremos del bivalente. Desaparece la envoltura nuclear y el nucleólo y se forma el huso acromático que se unirá a los centrómeros (como curiosidad, en las mujeres esta fase dura desde el desarrollo fetal hasta la pubertad, cuando sus óvulos empiezan a madurar). Prometafase I: el huso se ha formado y sus filamentos se unen a los cinetocoros de los centrómeros. Metafase I: Situación de cromosomas en plano ecuatorial para formas la placa ecuatorial o metafásica. Los cromosomas homólogos continúan unidos por los quiasmas. Anafase I: la mitad de cada tétrada, llamada díada, se separa hacia cada polo celular, arrastrada por el acortamiento de las fibras del huso. Lo que se separa en esta fase no son las cromátidas hermanas, sino las parejas de cromosomas homólogos o bivalentes.. Telofase I: agrupamiento de cromosomas en los polos de la célula. Reaparición de la membrana nuclear. División citoplasmática (citocinesis). Al final de esta primera división meiótica se han formado dos células haploides (n) con una dotación cromosómica. Cada cromosoma continúa formado por dos cromátidas. Dichos cromosomas se han repartido al azar y además se ha producido la recombinación genética. En ocasiones se forma la envoltura nuclear al terminar la Telofase I descondensándose los cromosomas y entrando la célula en reposo hasta el comienzo de la segunda división meiótica pero otras veces esta interfase ni siquiera existe. B. Segunda división meiótica o división ecuacional (División II): Similar a una mitosis en el sentido de que se separan las cromátidas y emigran hacia los polos. Profase II: cada célula es ya haploide y tiene una sola dotación cromosómica (n). Desaparición de la envoltura nuclear. Formación del huso acromático. Duplicación nuevamente de los centriolos. Prometafase II: unión de los filamentos a los centrómeros. Metafase II: cromosomas dispuestos ecuatorialmente. Anafase II: contracción de filamentos del huso. Separación de las cromátidas hermanas de cada díada siendo arrastradas hacia los polos. Telofase II: desespiralización de cromosomas tras su agrupamiento. Formación de la envoltura nuclear. División del citoplasma. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular11 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Comparación entre mitosis y meiosis. 4.1 Meiosis, reproducción sexual y evolución. Los ciclos biológicos. Los organismos con reproducción sexual presentan una mayor variabilidad genética que los que lo hacen asexualmente por tres motivos (sin tener en cuenta las mutaciones): Recombinación de genes durante la meiosis (sobrecruzamiento) por lo que cada cromosoma llevará información diferente. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 12 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Cuando se forman los gametos, estos reciben al azar un cromosoma de los que formaba la pareja de homólogos, por lo que los gametos también son diferentes entre sí. En los organismos diploides los dos cromosomas homólogos se heredan de los progenitores, recibiendo aleatoriamente a través de los gametos, un cromosoma de cada uno de ellos por lo que cada individuo tendrá sus propias características. La diversidad genética de los organismos que se reproducen sexualmente representa para ellos una ventaja evolutiva al permitirles adaptarse mejor a las variaciones del entorno frente a la uniformidad que representa la reproducción asexual. Se denomina ciclo biológico al conjunto de etapas por las que pasa un organismo desde que se origina el cigoto hasta que produce gametos al alcanzar la edad adulta y estos originan un nuevo individuo. En el ciclo biológico de una especie existen etapas haploides y diploides. Según el momento del ciclo en el que se produzca la meiosis se distinguen tres “ciclos biológicos”: diplonte, haplonte y diplohaplonte. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 13 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 5. CÉLULAS MADRE (STEM CELLS) Las células madre son células no especializadas capaces de reproducirse indefinidamente de manera asimétrica originando dos células hijas, una con capacidad de seguir autorrenovándose (como la célula madre original) y otra capaz de diferenciarse. En los animales aparecen durante el desarrollo embrionario, donde determinadas señales internas y externas guiarán a la célula en su transformación en diferentes tejidos. En cultivos in vitro se ha conseguido, variando la composición química del medio, obtener células de músculo cardiaco, sanguíneas, nerviosas y del páncreas. Según su potencia se clasifican en 4 tipos: Totipotentes: pueden formar un organismo completo. La célula madre por excelencia es el cigoto. Durante las primeras divisiones del cigoto, las células madre que lo constituyen son también totipotentes, por lo que podrían obtenerse individuos clónicos (copias exactas) por disgregación de las células embrionarias (algo similar a la formación de gemelos univitelinos de forma natural). Una célula madre totipotente colocada en el útero de una mujer podría originar un feto y por consiguiente un nuevo ser. Pluripotentes: no pueden formar un embrión completo pero sí cualquier otra célula de los tres linajes embrionarios (ectodermo, endodermo y mesodermo) así como el germinal y el saco vitelino. Pueden aislarse a partir de la masa celular interna que constituye el blastocito (estructura que se origina 4-5 días después de formarse el cigoto). Multipotentes u órgano-específicas: sólo pueden dar células de su misma estirpe, linaje o capa embrionaria como las células madre mesenquimales, o las hematopoyéticas que originan eritrocitos, leucocitos o plaquetas.… Estas células se encuentran en tejidos adultos. Unipotentes: originan células de un solo tipo, como las células del epitelio basal o los cardiomicitos. Se presentan en tejidos adultos. Biología 2º Bachillerato La reproducción celular 14 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Según su origen se clasifican en: Células madre embrionarias o ES cells (Embryonic Stem cells): células madre presentes en tejidos embrionarios: son las totipotentes y las pluripotentes. El problema ético que plantea su utilización es que hay que destruir el embrión para poder obtenerlas. Células madre adultas: se encuentran en tejidos y órganos adultos, y pueden ser somáticas y germinales. Inlcuyen las células madre multipotentes, como las células madre hematopoyéticas de la médula ósea (encargadas de la formación de la sangre), las mesenquimales del cordón umbilical… y también las células madre unipotentes que poseen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a células adultas del tejido en el que se encuentran. En humanos, se conocen hasta ahora alrededor de 20 tipos distintos de células madre adultas, que son las encargadas de regenerar los tejidos en continuo desgaste, como la piel, o tejidos que han sufrido un daño. Desde 2006 se investiga en el campo de las células madre pluripotentes inducidas o iPS cells (induced Pluripotent Stem cells) obtenidas a partir de células diferenciadas adultas de determinados tejidos como los queratinocitos (pelo), fibroblastos (piel) o hepatocitos (hígado). Mediante la reprogramación de su material genético dichas células sufren una desdiferenciación y se comportan de manera idéntica a las células embrionarias pluripotentes (los investigadores Gurdon y Yamanaka recibieron el Nobel de Medicina en 2012 y el investigador español Juan C. Izpisúa, del Instituto Salk de Estudios Biológicos de California, mejoró esta técnica). La utilización de células madre adultas no presenta problemas éticos al no necesitarse embriones. La utilidad de las células madre es grande pues permiten tratar hasta 85 enfermedades graves (Parkinson, Alzheimer, tumores, leucemias…) sin que existan los problemas de rechazo e incompatibilidad que aparecen en los trasplantes tradicionales. El problema que plantea su utilización es que como se dividen indefinidamente pueden originar tumores no deseados. 6. APOPTOSIS o SUICIDIO CELULAR PROGRAMADO. Es un proceso natural, bien estudiado y necesario para el buen funcionamiento del organismo. Se trata de un proceso degenerativo en el que entran las células tras un determinado número de divisiones. De esta manera se evita que cualquier órgano particular ocupe demasiado espacio dentro del cuerpo y también se garantiza que todo marche bien durante el desarrollo embrionario. Además, todo ser vivo debe desembarazarse de células que a lo largo de su vida han ido acumulando mutaciones y errores susceptibles de convertirlas en un potencial tumor. La apoptosis conlleva la autodigestión de la célula y su eliminación por los macrófagos del sistema inmunitario. Otro fenómeno bien distinto es la necrosis o muerte celular a consecuencia de una lesión o daño tisular. Al parecer el programa de suicidio celular está controlado por varios genes que se activarán al recibir las señales oportunas. Así, se han identificado señales externas, como la privación de factores de crecimiento, e internas, como la presencia de alteraciones en el ADN. Incluso se ha demostrado que, en respuesta a las señales antes mencionadas, las mitocondrias de la célula liberan una serie de moléculas que, fuera de su contexto, desencadenarán la apoptosis. Una de estas moléculas es el citocromo c, proteína crucial en la respiración celular. Otra proteína es el factor inductor de la apoptosis (AIF).
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