DIFERENCIACION CELULAR (1)

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DIFERENCIACION CELULAR 
 
 
La diferenciación celular es un proceso fisiológico mediante el cual una célula o tejido se va a 
especializando hasta alcanzar su estado madurativo final. Este proceso es de suma importancia, ya 
que debe llevarse a cabo para que las células y los organismos puedan desarrollarse y ser 
funcionales. 
Antes de comenzar, es necesario aclarar lo siguiente: 
Cuanto menos diferenciada es una célula, mayor es su potencialidad evolutiva. ¿Qué es la 
potencialidad evolutiva? La capacidad de una célula de generar un número determinado de tipos 
celulares diferentes. A mayor sea la potencialidad evolutiva de una célula, mayor número de tipos 
celulares será capaz de originar. 
La célula huevo o cigoto (como veremos más adelante), es la que en nuestro organismo tiene la 
potencialidad evolutiva más alta (ya que a partir de ella se originan todas las demás células del 
organismo). A medida que avanza el desarrollo embrionario, la potencialidad de las células declina. 
Todas las células que componen a un individuo presentan la misma 
información genética. 
¿Cómo es posible que si todas las células presentan la misma información genética, existan miles 
de células diferentes? Esto es posible gracias a la expresión diferencial de genes. Esto 
quiere decir que todas las células tienen la misma información genética; y, lo que las hace 
distintas, es que en cada una de ellas hay algunos genes que están encendidos, y otros apagados 
(es decir, en palabras más complejas, que si bien todas tienen el mismo material genético, difieren 
en qué genes se expresan y cuales no). Por ejemplo: tanto la célula beta del páncreas como un 
miocardiocito tienen en su material genético el gen para la insulina, solo que la célula beta del 
páncreas lo tiene expresado (entre nos, sería como decir que ese gen esta “encendido”), mientras 
que en el miocardiocito ese gen se encuentra silenciado (entre nos, sería como decir “apagado”). 
 Es importante aclarar que, tal como algunos genes se expresan en algunas células y en otras 
no, hay genes que si están presentes en todos los tipos celulares. A estos genes los vamos a 
llamar “genes de mantenimiento”. Estos genes son necesarios para formar los 
componentes comunes a todas las células (como por ejemplo las membranas, los ribosomas, 
etc.) 
 
 
En resumen… ¿De qué depende entonces la diferenciación celular? De la expresión 
diferencial de genes. El control de la actividad genética se desarrolla a distintos 
niveles. El nivel más importante es el control de la transcripción. 
Uno de los procesos de diferenciación celular más importantes, ocurre en la embriogénesis 
Cuando se produce la fecundación, como resultado se forma la primera célula huevo o célula 
totipotencial. ¿Qué significa que una célula sea totipotencial? Que a partir de ella podre generar 
un organismo completo. 
Importante: todo proceso celular debe estar señalizado. 
Debemos mencionar que la célula huevo va a sufrir una serie de divisiones rápidas. Debido a que el 
citoplasma de las sucesivas células hijas se va reduciendo o segmentando con cada división, a estas 
divisiones se las denomina “de segmentación”. 
La división citoplasmática es diferencial. En ella van a actuar DETERMINANTES 
CITOPLASMATICOS, que van a estar distribuidos en cada célula luego de las divisiones 
de segmentación. Estos se distribuyen de forma asimétrica en la célula huevo. 
 
Procesos más significativos a lo largo de la embriogénesis 
 Fecundación: día 1: célula huevo (cigoto). Como dijimos antes, esta célula es 
TOTIPOTENCIAL. 
 Día 7: se produce la implantación de este embrión 
 
 
 
Importante: hasta la cuarta división de segmentación estas células son totipotentes y todas iguales 
entre sí, no hay diferencias entre ellas. 
 3er día post fecundación: el embrión ya va a tener 16 células. Este estadio se conoce como 
mórula. 
 Luego, el embrión se convierte en una esfera hueca, llamada blastocisto. En esta etapa, se 
observan dos localizaciones celulares diferentes: 
 Trofoblasto (interviene en la formación de la placenta) 
 Macizo celular interno (dará origen al cuerpo del individuo) 
 
 
En esta imagen se observa la segmentación de la célula huevo hasta la formación del blastocisto 
PRONUCLEO MASCULINO 
PRONUCLEO FEMENINO 
 
 
Dos semanas después, el macizo celular interno dará origen a un embrión plano, formado por tres 
capas de células epiteliales diferenciadas (si, súper importante recalcar que en estas capas hay 
signos inequívocos de diferenciación). Estas son: 
 Endodermo 
 Mesodermo 
 Ectodermo 
 
 
¿Quién proporciona la señal que requerirán nuestras células para diferenciarse? Sus células 
vecinas. Estas van a inducir la diferenciación celular. 
En esta etapa, luego de que nuestro embrión es trilaminar, el control de la diferenciación va a 
estar dado por los efectos inductivos. 
¿Qué es una inducción? Es el mecanismo mediante el cual las células de algunos tejidos incitan a 
las células de otros tejidos a que se diferencien en otros tipos celulares (según la oportunidad, 
también pueden hacer que mueran, que cambien su ritmo de proliferación, que se movilicen, etc.). 
En fin, ahora que recordamos que es una inducción, volvamos a lo nuestro. 
En un primer momento, tendremos un tipo de interacción paracrina. A medida que el embrión 
continúa su desarrollo, una vez que ya genera su sistema vascular, la interacción va a poder ser, 
además, endocrina. 
¿Si todas las células tienen la misma información genética, como obtengo luego células 
diferenciadas y especializadas? Esto se debe a la distribución asimétrica de moléculas presentes en 
el citoplasma, denominadas determinantes citoplasmáticos. Estas moléculas actúan como 
factores de transcripción específicos. 
 
 
Dentro de la mórula, las células ocupan diferentes lugares, por lo que las moléculas que actúan 
como factores de transcripción interactúan solo con algunas de ellas. La concentración y tiempo de 
exposición a estas moléculas varía entre las diferentes células del embrión. Algo muy importante 
para que la diferenciación pueda ocurrir, es que las células a diferenciar presenten los receptores 
específicos para las moléculas inductoras. 
Veamos algunos conceptos importantes: 
 Célula totipotente: es aquella cuyo citoplasma contiene todos los determinantes 
citoplasmáticos. A partir de estas células se puede obtener un organismo en su totalidad 
 Luego, si avanzamos hacia una célula más diferenciada, llegamos a las células madre pluripotentes 
embrionarias. 
 Célula pluripotente: estas son células como las del endodermo, mesodermo y 
ectodermo. Por ejemplo: si sigo la línea del ectodermo (color azul), vemos que va a finalizar 
en neuronas (células diferenciadas). En otras palabras, la célula pluripotente originará 
células multipotenciales. 
Si avanzamos un poco más, (pero no hacia un grado de diferenciación máxima), vamos a 
encontrarnos con las células madre multipotentes. 
 Célula multipotente: a partir de ella, voy a obtener células en su máximo grado de 
diferenciación. 
 
 Células maduras, o totalmente diferenciadas. 
 
¿Dónde encuentro células totipotentes? Durante el desarrollo de la embriogénesis. 
 
 
 
La pregunta que surge ahora es: ¿Solo en la embriogénesis encuentro células totipotentes? 
La respuesta es NO. En un organismo adulto, también podemos encontrar células 
indiferenciadas. Veamos dos ejemplos que suceden en tejidos adultos. 
 
 Tejido intestinal: al ser un tejido cuyo epitelio sufre descamación constante, requiere un 
continuo recambio de células. Debido a que en él encontramos células madre intestinales, a 
partir de ellas se puede generar cualquiera de las demás células especializadas de este tejido 
(ejemplo: células encargadas de secretar moco, células encargadas de la absorción, células 
encargadas de secretar hormonas, etc.) 
 
 
 Hematopoyesis:es el proceso mediante el cual se forman las células de la sangre. A partir 
de una célula madre pluripotente hematopoyética vamos a poder formar dos líneas: 
 línea mieloide 
 línea linfoide 
Estas dos líneas van a constituir células madre multipotentes, que según el estímulo y receptores 
que intervengan, se podrán diferenciar aún más. 
 Línea linfoide: puede diferenciarse en dos caminos: 
 Células dendríticas 
 Linfocitos maduros y bien diferenciados (finalmente van a ser linfocitos B y T) 
 
 
 
 
 
 
 
Si comparamos los linfocitos B y T, vemos que los B tienen la capacidad de sintetizar anticuerpos, 
mientras que los linfocitos T no realizan dicha función. ¿A qué se debe? Esto es así ya que, si bien 
ambos tipos celulares poseen la información genética para sintetizar anticuerpos, en los linfocitos 
B estos genes se expresan (es decir, están activados), y en los linfocitos T no (es decir, están 
silenciados 
Ejemplo de ejercicio de examen: 
 
a- Como mencionamos unos párrafos antes, existen funciones de mantenimiento y funciones 
específicas. Las funciones de mantenimiento son aquellas comunes a todas las células (por 
ejemplo, sintetizar componentes de membrana). Las específicas, en cambio, son funciones 
propias de cada tipo celular. 
 Para que una célula realice funciones específicas, necesito realizar síntesis de 
proteínas específicas. 
 Para las funciones de mantenimiento, necesito expresiones comunes presentes en 
todos los tipos celulares 
 Las funciones específicas se pueden llevar a cabo mediante la expresión diferencial de 
genes 
b- Experimento propuesto: supongamos que hoy tenemos curiosidad sobre cómo es posible 
realizar clonación de células, o por qué no, de individuos completos. Para poder entender 
como eso sucede, vamos a interrogarnos lo siguiente: ¿Es posible fusionar cualquier núcleo 
de célula adulta con cualquier citoplasma? La respuesta es que NO. 
 
No puede ser cualquier citoplasma, sino que debe ser un citoplasma de célula huevo. ¿Por 
qué? Porque en el encontraré todos los determinantes citoplasmáticos que le permitirán a 
mi nueva célula diferenciarse. De ser cualquier citoplasma, no estarían todos los 
determinantes necesarios, y no se diferenciaría de la forma que necesito. 
 
 
¿Solo eso? NO. Además, otro requerimiento ESTRICTO, NECESARIO, es que mi célula huevo 
debe ser implantada en un ambiente que posea los factores de inducción. ¿Te acordas que 
al principio, en la embriogénesis hablamos sobre el entorno y las células vecinas? Pues tiene 
que ver con eso. Estos factores de inducción emitirán las señales que van a permitirme 
continuar con la diferenciación.