33 teorico DIFERENCIACION

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Teóri�� 33  
Dif����ci���ón   
Todas las células tienen la misma info. genética, entonces ¿cómo se construye un        
embrión? mediante la expresión diferencial de genes, se controlan mecanismos 
celulares relacionados a la formación de embriones, estos mecanismos son: 
● proliferación celular 
● especialización 
● interacciones celulares 
● movimiento celular 
La expresión selectiva de un grupo de genes construye al embrión y controla 
esos cuatro procesos permitiendo el aumento de número de células con distintas 
características histológicas en áreas específicas, van a interaccionar para 
coordinar el comportamiento de la célula y posibilitar la reorganización celular 
para formar tejidos y órganos. Todo esto ocurre de manera simultánea. Hay 
semejanza entre las células animales asociadas al control de genes para el 
control del desarrollo, es decir, los mecanismos de la expresión génica asociados 
a determinados genes en desarrollo son comportartidos por la escala evolutiva a 
partir de un ancestro en el cuales estos genes ya estaban presentes. 
Si todos los organismos poseen una 
maquinaria básica general similar , 
todos ellos presentarán un 
esquema anatómico básico común 
constituido por hojas germinativas , 
que son grupos de células que van 
a dar lugar a diferentes tejidos 
dentro de ese organismo ( ectodermo , mesodermo y endodermo ). En la imagen el 
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color que se muestra representa los tejidos que se van a generar a partir de 
esa hoja germinativa. 
Cigoto -> proliferación (+ células) -> división y compartimentalización (establece 
relación núcleo-citoplasma) -> cavitación (células hacia la periferia) -> 
gastrulación (se da la migración celular) 
En la imagen se observa el cigoto que sufre una proliferación celular 
aumentando su número de 
celular hasta llegar a una 
compactación máxima en el 
estado de mórula y se da la 
redistribución en el estado de 
blastocisto cuyo centro se 
denomina blastocele en contacto 
con un macizo celular interno y rodeado por células que constituyen el 
trofoectodermo . La característica principal es que son células totipotentes , es 
decir, pueden dar un organismo completo cuando es implantado en el útero 
estimulado hormonalmente para recepcionar al embrión. En la compactación hay 
un aumento de las Cadherinas E, luego de ello las células se redistribuyen por una 
disminución localizada de adhesiones y un aumento en la permeabilidad que da lugar 
a la formación del blastocele rodeada de celular y el macizo celular interno que 
es el responsable de la formación del embrión propiamente dicho; en este caso 
se habla del mesénquima que se aplica a las células derivadas del mesodermo o en 
un alto grado de indiferenciación . 
 
¿Cuales son los parámetros que determinan el destino de cada una de esas células                            
en el embrión? Tengo unas células dadoras coloreadas con un colorante no     
transferible y las pongo en contacto con otro embrión receptor; las células 
coloreadas las coloco internamente o superficialmente en el receptor, mediante 
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fecundación in vitro es posible modificar la localización de las células coloreadas. 
Cuando se deja avanzar el desarrollo del embrión, se observa que cuando se 
disponen superficialmente las células constituyen mayoritariamente el 
trofoectodermo , mientras que las que se localizan internamente van a 
distribuirse para conformar el 60% del macizo celular interno al dejar 
evolucionar la célula hasta blastocisto . Entonces la ubicación de las células dentro 
de diferentes etapas del desarrollo embrionario determina a través de 
contactos célula-célula el destino de esa célula. 
 
Las secuencias codificantes de los genes homólogos entre las diferentes 
especies son similares, pero las correspondientes secuencias regulatorias de los 
genes son muy diferentes. (IMPORTANTE) 
Cuando se habla de células 
totipotenciales, se refiere a células 
indeterminadas , es decir, no saben su 
destino final. Aquellas que determinan su 
estirpe son células determinadas que 
adquieren marcadores característicos 
a ese tipo células, durante el camino de 
determinación las células toman una serie de decisiones que dependen de su 
localización, contacto célula-célula y de la presencia de factores de 
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diferenciación. Entonces por ejemplo, un angioblasto es una célula determinada a 
diferenciarse a un destino final que es el endotelio. 
Determinación de las Células Sanguíneas. 
 
¿cómo se determina el valor posicional en el control de la expresión de genes? a                           
través del control de la expresión de genes, la expresión diferencial de esos 
genes en diferentes zonas del embrión van a determinar cuál es el destino final 
(determinación) de ese grupo de células. 
IN C IÓ IN T A  
A partir de un grupo de células todas iguales, se comienzan a diferenciar unas 
células de otras dentro de ese mismo grupo; se da porque un grupo de esas 
células comienza a expresar una molécula, generalmente una proteínas, que 
servirá como señal inductora que va a impactar sobre las células vecinas 
modificando la vía de desarrollo de determinación de las células vecinas. Esa señal 
inductora crea un gradiente morfogenético que modula la determinación de las 
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células vecinas, tendrá mayor cc cuanto más próximo esté de las células a la 
fuente de producción de la señal inductora y será menor concentrado cuando 
más alejado esté. Esa señal inductora se conoce como morfógeno (toda molécula 
que impone un patrón de determinación a un conjunto de células), se tendrá una 
fuente inductora que expresa un morfógeno, a veces resulta en un gradiente 
inductor; aunque a veces la secuencia se distribuye uniformemente por un 
inhibidor del gradiente de morfógeno. 
GRADIENTE MORFOGENÉTICO: esa diferente distribución de la señal inductora se 
da por la interacción de la señal inductora con los componentes de la MEC, 
principalmente proteoglicanos. Se genera una alta densidad de cargas negativas 
en la superficie MEC capaz de interaccionar con la señal inductora, estainteracción entre el morfógeno y la MEC son responsables de la formación del 
gradiente morfogenético. 
DI ÓN AS É R A  
Durante el proceso embrionario, no todas las divisiones generan células hijas 
iguales sino que se generan 2 
células hijas diferentes. Esto 
sucede porque se da una 
acumulacion de moléculas 
diferencial en su citoplasma, lo 
que hace que haya cierta 
asimetría por más que hayan 
sufrido la división mitótica correspondiente; consecuentemente a esta 
acumulación, se traduce en una diferente modulación de una de esas células 
sobre la otra, entonces las rtas a las señales del medio de la célula será 
diferente una de la otra. 
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Podría decirse que hay una retroalimentación positiva de este sistema, porque ya 
cuando se forma el cigoto hay una información a partir de los RNA acumulados 
que va a dirigir el proceso de diferenciación. 
DE M A ÓN CE R  
Es una variación en la determinación celular, es decir, en la adquisición de la toma 
de decisiones que conduce a la estirpe final de un grupo de células. Toma 
importancia las interacciones célula-célula que establecen el valor de localización 
de ese grupo de células, de la mano del control de la expresión de los genes del 
desarrollo; ambos aspectos controlan las interacciones inductivas (entre célula y 
un grupo de células), las divisiones asimétricas (proveen diferentes células) y de 
las inhibiciones laterales que generan células diferentes en cuanto a la 
producción de una molécula en particular asociada a la determinación, todas 
estas van a conducir los eventos celulares del desarrollo (proliferación, 
especialización, interacciones y movimiento celular). 
¿Cuales son las señales en las interacciones inductivas y laterales? las que inducen                   
la diferenciación celular se incorporan a todas las características descriptas 
para la señalización varian la señal y ligandos asociados. 
Para la diferenciación celular se distinguen los RTK, la superfamilia de TGF beta 
y los Wnt, Hedgehog y Notch; cada señal va a tener un ligando que se observa en 
el cuadro. 
 
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Inhibición lateral  
Está mediado por una proteína señal inhibitoria de diferenciación llamada delta 
(molécula señal), se expresa en la 
superficie de una célula para inhibir 
la diferenciación de células vecinas 
que expresan el receptor Notch . 
Señal inhibitoria: NO TE DIFERENCIES, 
no hay gradiente morfogenético ya 
que ocurre entre células vecinas por la molécula señal y la proteína receptora. 
Cuando la célula diana 
expresa el receptor, el 
receptor Notch se 
observa que tiene 2 
segmentos (heterodímero) 
que cuando interacciona 
con la molécula señal sufre 
un segundo corte 
proteolítico posibilitando la 
endocitosis de parte del receptor junto a su molécula señal en la parte de la 
célula que está emitiendo la señal; sobre la célula blanco se observa un segundo 
corte proteolítico generando un 
dominio citosólico que puede 
translocar al núcleo. La 
translocación al núcleo del dominio 
permite que el mismo interaccione 
con co-factores para formar un 
complejo proteico que activa la 
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transcripción de genes asociados a la vía Notch-delta llamados genes Hes 
(proteínas inhibitorias en cuanto a la regulación génica). 
Vía Wnt  
Hay 3 mecanismos que gatillan esta proteína: 
● Vía de Wnt/β catenina 
● La vía de la polaridad plana (GTPasa Rho) 
● Wnt/calcio 
La molécula ligando de la Wnt establece un gradiente morfogenético , es decir, 
actúa según la cc que se establezca al interacción el Wnt con la MEC y obtengo 
una diferente cc con la cual la molécula señal Wnt interacciona de manera 
diferente con el receptor FRIZZELED . 
Vía Wnt/ catenina (vía canónica) 
Cuando no hay producción de WnT se distingue en las células totipotenciales la 
expresión de receptores Frizzeled, al estar inactiva fosforila la beta catenina y 
la marca para su proteolisis, consecuentemente los genes diana de WnT no van a 
ser expresados y tendré una señalización inactiva. 
Cuando las células vecinas sintetizan WnT se genera el gradiente morfogenético 
que posibilita la interacción de WnT con sus receptores dándose un cambio 
conformacional y una modificación en el dominio citosólico que activa de 
Dishevelled generando la inactivación del proceso de fosforilación de la beta 
catenina; siendo estable transloca al núcleo e interacciona con sus co-factores 
favoreciendo la transcripción de genes diana, fundamentalmente asociados a la 
proliferación. 
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La vía mitogénica depende de los RTK y un mitógeno activa la MAPk corriente 
abajo llevando a la transcripciones de genes de rta temprana como c-Myc y rta 
tardía. En este caso el c-Myc se encuentra activado por otra vía de señalización, 
acá se tienen proliferaciones que resultan de un balance entre la vía de 
señalización de Wnt y de la vía de receptores RTK. 
Hedgehog  
Es una vía asociada al proceso de 
diferenciación celular que se da a 
corta distancia de señalización, el 
receptor Patched es de membrana y 
hay un segundo receptor Smoothened 
(ubicado en la membrana de las 
vesículas intra citosólicas); cuando no 
hay una molécula asociada a Patched, 
toda la vía de señalización se 
encuentra interrumpida ya que está 
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activa la proteína cubitis interruptus que genera cuando es fosforilada un 
fragmento que reprime la transcripción de genes. 
Sin embargo cuando un grupo de células 
próximas entre sí producen la molécula 
señalizadora de Hedgehog, se da una 
señalización que permite la translocación a la 
membrana de las vesículas de Smoothened que 
interacciona con cubitus interruptus 
generando otro fragmento, Ci , que junto a su 
co-factor CBP puede moderar la 
transcripción de genes asociados a la 
proliferación. 
Plu te li de ma ce r in n   
En el cigoto luego de la segmentación forma una mórula totipotencial, ahora 
sabemos que no todas las células son 
iguales y por lo tanto en el macizo 
celular interno las células pueden dar 
origen a diferentes tiposcelular. Si 
se retirara una de esas células y se 
controlarán sus etapas de 
diferenciación se pueden llegar a 
formar tejidos. Esto es la idea de los 
cultivos de las células madre embrionarias, basarse en su totipotencialidad en 
cuanto a diferenciarse en diferentes tipos celulares, de los cuales la 
totipotencialidad se van a ir restringiendo las posibilidades de los diferentes 
destinos finales de las células. 
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Se debe controlar no solo el medio en el que crecerá sino también el soporte 
donde serán cultivadas las células, es decir, la MEC donde se desarrolla. 
¡PROBLEMA! Esa totipotencialidad está asociada a la expresión de un grupo de 
genes, master , que son los que le dan estas características de totipotencialidad o 
pluripotencialidad y son: 
● Oct4 -> proteína Oct4 
● Sox2 -> proteína Sox2 
● Nanog -> proteína Nanog 
Las proteínas que codifican, activan la transcripción de genes que aseguran la 
pluripotencialidad manteniendo el estado indiferenciado, pero a su vez reprimen la 
transcripción de genes que inducen diferenciación manteniendo la 
pluripotencialidad, capacidad de diferenciación. 
Se propuso la reprogramación hacia células pluripotenciales partiendo de células 
ya diferenciadas ¿por qué? suponiendo células somáticas adultas, fibroblastos, se   
transfectan con retrovirus de los genes master y lograron dediferenciar a 
esos fibroblastos a un estadío pluripotencial porque ahora las células comienzan 
a adquirir características de células pluripotenciales como las células del macizo 
celular interno, porque esas células somáticas adultas ahora expresan genes que 
inhiben la diferenciación y favorecen la dediferenciación. 
 
 
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