Diferenciacióncelular Proceso por el cual una célula sufre un cambio hacia un tipo celular claramente especializado
La diferenciación celular es el proceso por el que las células 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, permanece inalterable.
Una célula capaz de diferenciarse en varios tipos celulares se llama pluripotente. Estas células se llaman células madre en los animales y células meristemáticas en las plantas superiores. Una célula capaz de diferenciarse en todos los tipos celulares de un organismo se llama totipotente.
En los mamíferos, sólo el cigoto y las células embrionarias jóvenes son totipotentes, mientras que en las plantas, muchas células diferenciadas pueden volverse en totipotentes. En la inmensa mayoría de los organismos pluricelulares, todas las células no son idénticas. Por ejemplo, las células que forman la piel 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 fecundación de un óvulo por un espermatozoide, gracias a la diferenciación celular. La diferenciación es un mecanismo mediante el cual una célula no especializada se especializa en numerosos tipos celulares que forman el cuerpo como los miocitos (células musculares), los hepatocitos (células del hígado) o incluso las neuronas (células del sistema nervioso). Durante la diferenciación, ciertos genes son expresados mientras que otros son reprimidos. Este proceso es intrínsecamente regulado gracias al material epigenético de las células. Así, la célula diferenciada se desarrollará en estructuras específicas y adquirirá determinadas funciones.
La especialización celular tiene como resultado los siguientes hechos: La célula hace un trabajo concreto La célula desarrolla una forma característica Se producen cambios en el citoplasma de la célula, relacionados con la diferente actividad de los distintos orgánulos celulares La diferenciación puede afectar a los cambios de numerosos aspectos de la fisiología de la célula como el tamaño, la forma, la polaridad, la actividad metabólica, la sensibilidad a ciertas señales y la expresión de genes.
Las células de los mamíferos se pueden clasificar en tres categorías: Las células de la línea germinal, las células somáticas y las células madre. La mayoría de las células son diploides, es decir, que poseen dos copias de cada cromosoma. Estas células se llaman células somáticas. La mayoría de las células que forman el cuerpo humano son de esta categoría. Todas las células de la línea germinal están destinadas a la formación de gametos (óvulos o espermatozoides) y son las únicas capaces de transmitir su material genético a las generaciones siguientes. La célula madre es la única que tiene la capacidad de dividirse indefinidamente y proporcionar células especializadas.
Apoptosis La muerte celular programada es parte integral del desarrollo de los tejidos tanto de plantas como de animales pluricelulares. Cuando una célula muere por apoptosis, empaqueta su contenido citoplasmático, lo que evita que se produzca la respuesta inflamatoria característica de la necrosis. En lugar de hincharse y reventar y, por lo tanto, derramar su contenido intracelular dañino enzimático, hacia el espacio intercelular. Las células en proceso de apoptosis y sus núcleos se encogen, y con frecuencia se fragmentan conformando vesículas pequeñas que contienen el material citoplasmático. De esta manera, pueden ser eficientemente englobadas vía fagocitosis y, consecuentemente, sus componentes son reutilizados por macrófagos o por células del tejido adyacente.
ENVEJECIMIENTO CELULAR Proceso relacionado con el acortamiento excesivo de las extremidades del ADN, (telómeros). TELOMEROS Extremos de los cromosomas. Regiones de ADN no codificante, repetitivas, estabiliza a los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. TELOMERASA Enzima formada por un complejo proteína- acido ribonucleico con actividad polimerasa que permite el alargamientote los telomeros.
Programación genética Supone que la longevidad de una determinada especie está predeterminada por mecanismos genéticos y son las circunstancias ambientales o patológicas acumuladas durante la vida de cada uno las los limitan, en mayor o menor medida. Perdida o inactivación del ADN Hay la posibilidad de que aunque no se produzcan errores o mutaciones en los mecanismos de información genética, con el paso del tiempo se alteren las moléculas del ADN nuclear a causa de reacciones no programadas que conduzcan a su inactivación.
CAMBIOS CELULAR QUE ACOMPAÑAN AL ENVEJECIMIENTO CELULAR
MUERTE CELULAR Definición: Constantemente tenemos células en nuestro organismo que se están muriendo, pero no por eso el individuo muere. También hay que decir que la muerte es un proceso. Por tanto, la célula en fase de muerte va perdiendo algunas de sus funciones hasta que se muere.
Existen 2 tipos de muerte celular necrosis apoptosis. La necrosis es la muerte celular resultado de una inflamación (por falta de oxígeno, por agentes externos como el calor, frío,...). En cambio, la apoptosis (descubierta no hace mucho tiempo) es la muerte celular programada, es decir, la célula se "suicida" ya que activa una serie de proteínas (caspasas sobretodo) que la autodestruyen.
Mecanismo de la apoptosis Caspasas (proteasas) Vía extrínseca; o de los "receptores de muerte" establece conexiones con el espacio extracelular, recibiendo señales proapoptóticas desde el exterior y de las células vecinas. Dos familias de receptores se han identificado con estas características: la proteína Fas y el factor de necrosis tumoral (TNF). Se conectan con otras proteínas que activan caspasas, iniciadoras de la apoptosis.
Mecanismo de la apoptosis Vía extrínseca; Otra vía de inducción de apoptosis es la vía llamada mitocondrial. Las proteínas de la familia de Bcl-2 regulan la apoptosis ejerciendo su acción sobre la mitocondria. La activación de proteínas pro-apoptóticas de la familia de Bcl-2 produce un poro en la membrana externa de las mitocondrias que permite la liberación de numerosas proteínas del espacio intermembrana; entre ellas, el citocromo c. El citocromo c, una vez en el citosol, activa un complejo proteico llamado "apoptosoma", que activa directamente a la caspasa-9. Una vez que la caspasa-9 está activada, ésta activa a las caspasas efectoras como la caspasa-3, lo que desencadena las últimas fases de la apoptosis.