DIFERENCIACION CELULARPreparado por: Zaida Zarely Ojeda Prez

Qu es???La diferenciacin es un mecanismo mediante el cual una clula no especializada sufre modificaciones citolgicas, dando lugar a los numerosos tipos celulares que forman el cuerpo como los miocitos (clulas musculares), los hepatocitos (clulas del hgado) o incluso las neuronas (clulas del sistema nervioso).

La morfologa de una clula varia pero no el material gentico.

Cmo??? Ciertos genes son expresados mientras que otros son reprimidos. Proceso intrnsecamente regulado gracias a distintos mecanismos de regulacin de la expresin gnica de las clulas. Entonces, la clula diferenciada expresar ciertos genes y adquirir determinadas funciones.

Cmo??? Reacciones bioqumicas que tienen lugar en el interior de la clula. Promovidas por complejas cascadas de sealizacin. Controlada por mecanismos de regulacin gnica como control genmico, control transcripcional, control posttranscripcional, control traduccional y control posttraduccional.

Cmo??? Morfgenos: Sustacias, normalmente protenas que aparecen en un gradiente de concentracin en la clula o en el medio que la rodea, de forma que controla el destino durante la diferenciacin. Estos son claves en la sealizacin que lleve a la expresin de unos u otros genes.

De dnde provienen???

Tipos celulares diferenciados in vitro a partir de clulas madre embrionarias de ratn

Algo de historia. Las clulas altamente diferenciadas

generalmente sintetizan una gran cantidadde una o slo unas pocas protenas. Queratina en las clulas epidrmicas. Hemoglobina en los glbulos rojos. Tripsina en las clulas acinares del pncreas.

Algo de historia. Ello llev a pensar que la diferenciacin celularconsistira en la amplificacin de secuencias particulares de ADN que codifican para tales protenas (genes). Dado que todas las clulas de una misma especie poseen la misma cantidad de ADN, el aumento de copias de un determinado gen

debera implicar que otros se pierden.

Algo de historia. As las clulas epidrmicas podran haber perdido los genes que codifican para hemoglobina, tripsina, etc. y haber aumentado el nmero de copias de los genes que codifican para queratina. La prdida de genes durante el proceso de diferenciacin tambin se pens que podra explicar el hecho de que la diferenciacin celular es casi siempre, un fenmeno irreversible.

Algo de historia. Esta era la concepcin prevalente durante la

dcada del 50. Durante los aos 60 Gurdon realiz una serie de experimentos que cambi fundamentalmente el concepto de diferenciacin celular. Una primera serie de experimentos se realiz

transplantando ncleos a ovocitos de anfibios.Estas clulas son suficientemente grandes para inyectarles un ncleo de otra clula.

Experimento de Gurdon

El ncleo de una clula diferenciada contiene toda la informacin gentica necesaria para originar un nuevo individuo.

Conclusin del experimentoDebido a que un mismo ncleo puede "expresar"

genes diferentes segn el citoplasma que lorodea se puede inferir que en el citoplasma

existen factores que influyen en la expresingnica y por lo tanto en la diferenciacin

celular.

Diferenciacin y sntesis de protenasCun extensas deben ser las diferencias entre las protenas de dos tipos celulares de tal manera que uno termine siendo una clula muscular estriada y el otro una neurona?

Diferenciacin y sntesis de protenas El anlisis del nmero de secuencias diferentes del mARN sugiere que una clula eucaritica superior sintetiza entre 10.000 y 20.000 protenas diferentes. De stas slo unas 2.000 estn en cantidades suficientes (ms de 50.000 copias) como para ser detectadas. La mayora de estas 2.000 protenas parecen ser comunes a todos los tipos celulares de un mismo organismo.

Diferenciacin y sntesis de protenas Lo anterior sugiere que un nmero relativamente bajo de protenas diferentes o especiales debe ser suficiente para crear diferencias muy grandes en la conducta celular. Si las clulas se diferencian entre s por las protenas que producen, pero todas ellas poseen el mismo genoma, se puede concluir que los distintos tipos celulares se diferencian porque expresan genes diferentes.

Diferenciacin y expresin gnica En Procariotes mediante operones. En eucariotes en:

Transcripcin Procesamiento Transporte Traduccin Degradacin

Diferenciacin y expresin gnica En clulas eucariontes de organismos superiores slo alrededor del 7% de los genes son transcritos a ARN. Parece altamente improbable que el 93% de los genes restantes estn reprimidos por protenas represoras

especficas, pues se requeriran miles de ellas. El juego de genes que se transcriben (7%) es propio de cada tipo celular y determina el proceso de

diferenciacin.

Diferenciacin y expresin gnica La seleccin de los genes que se transcribirn en cadaclula es progresiva y se realiza durante el proceso de desarrollo (embriolgico) de los organismos

multicelulares. Una vez que dicho juego de genes ha sido finalmente seleccionado, queda como un rasgo estable que adems se transmite de una generacin a otra de dicho tipo celular.

Diferenciacin y expresin gnica La existencia de unas pocas protenas reguladorasmaestras y la posibilidad de que las mismas estn combinadas de maneras diferentes a travs de las divisiones celulares sucesivas, permite que se vayan diferenciando un alto nmero de tipos celulares

diferentes.

Diferenciacin y procesamiento de ARNm Un mismo ARN precursor puede ser procesado de dos o ms maneras, lo cual determinar un mARN diferente en cada caso, y consecuentemente una protena diferente. El mismo gen puede traducirse finalmente en protenas diferentes segn sea el procesamiento del ARN precursor. Esta es una importante forma de regular el mecanismo de la diferenciacin celular.

El conocer los diferentes mecanismos de la diferenciacin celular y su origen en las clulas madre ha permitido evolucionar en su conocimiento y utilizacin.

Reprogramacin de ncleos sin depender de un oocito

Clulas madre o Stem cell Una clula madre es una clula indiferenciada proveniente de un embrin, feto o adulto.

Poseen la capacidad ilimitadamente

de

dividirse

Su funcin es reparar los tejidos de nuestro organismo

Hay 3 tipos de Clulas Madres Totipotenciales: Son capaces de formar todos los tipos celulares y se encuentran en clulas de oocitos fecundados Multipotentes: Pueden especializarse en unos pocos tipos celulares (en tejidos) Pluripotenciales: Pueden formar cualquier tejido a excepcin de los tipos celulares presenten en el feto (en embriones)

Clula madre adulta Clulas indiferenciadas que se encuentran en medio de un tejido Al dividirse se autoperpetan y adems originan clulas que se especializan de acuerdo al medio que la rodea. Tienen plasticidad celular, es decir la habilidad de una clula madre de cambiar de un tipo celular a otro.

Clula madre adulta Se han utilizado clulas hematopoyticas por mas de 40 aos en trasplante de medula. Recientemente se han utilizado en el tratamiento de la leucemia, linfoma y otros enfermedades hereditarias de la sangre. Estas clulas se encuentran en bajas cantidades, por lo que son difciles de aislar y purificar. Pueden ser portadoras de dao en el ADN por mutaciones, toxinas, etc.

Clases de clulas madre Hematopoyticas: diferencian en clulas nerviosas, cardiacas, hepticas y msculo esqueltico.

Estromales de mdula sea: diferencian en msculo cardiaco y msculo esqueltico. Cerebrales: esquelticas. diferencian en sangre y

Usos potenciales de las clulas madres Prueba de nuevas drogas La generacin de clulas y tejidos Servir de fuentes para: Terapias de reemplazo de clulas y tejidos. Tratamientos de enfermedades como: Parkinson y Alzheimer. Dao de medula espinal. Quemaduras. Enfermedades cardiacas.