Especificación de destino celular
¿Son nuestros futuros una cuestión de destino o están determinados por nuestras elecciones? No me mires, no tengo ni idea. Esta pregunta filosófica acecha a mucha gente. Pero en biología, en realidad es un poco más simple. Verá, durante la reproducción sexual, las células recién fertilizadas contienen toda la información genética necesaria para ese individuo. A medida que comienzan a dividirse en los cientos de miles de células necesarias para crear una descendencia funcional, cada nueva célula contiene toda esa misma información genética. Entonces, técnicamente, puede convertirse en cualquier tipo de célula, haciéndola totipotente. Pero en algún momento, esto cambia. La potencia de la célula disminuye, lo que significa que pierde la capacidad de convertirse en cualquier cosa y finalmente se determina, o establece un destino irreversible si se deja sola. Esta célula está destinada a convertirse en una célula de la piel, esta es una célula sanguínea. No es cuestión de elección, es cuestión de qué genes se activan. Pero esto no sucede de repente. Guiar la transición entre células que pueden convertirse en cualquier cosa y células con sus propios destinos particulares es un proceso complejo que implica la especificación del destino de la célula, el estado de desarrollo en el que una célula ha adquirido un destino pero aún puede cambiarse. Entonces, ¿cómo funciona esto? ¿Quizás es la elección de la célula? O tal vez, es solo el destino.
Especificación autónoma
La especificación de la célula puede ocurrir de dos formas principales. La primera es la especificación autónoma, el desarrollo del destino celular reversible sin influencia externa. Las nuevas células se crean mediante la división por escisión del cigoto, llamadas blastómeros, y durante la especificación autónoma comienzan a convertirse en distintos tipos de células según la composición de la célula cigótica. El huevo no fertilizado contiene varios orgánulos y una solución líquida que llena la célula, llamada citoplasma. Dentro de ese citoplasma hay varias moléculas que contienen información genética o sustancias químicas para desencadenar diversas reacciones, llamadas determinantes citoplasmáticos. Algunas son diferentes tipos de proteínas, la mayoría son moléculas de ARN. Estos determinantes se distribuyen de manera desigual en el óvulo y luego, una vez fertilizado, el cigoto. Una vez que este cigoto se somete a división por división, todos estos determinantes aleatorios que estaban en la misma célula se encuentran repentinamente en diferentes células de blastómeros. Lo que significa que cada uno de estos blastómeros contiene una variedad diferente de moléculas. Bien, si llamamos determinantes a estas cosas, ¿adivinen qué hacen? Sí. Ellos determinan las cosas. Específicamente, el destino celular. Cuando el material genético de cada blastómero está expuesto a varios determinantes. Comienza el proceso de activación y silenciamiento de secuencias de genes específicos y esa célula se especifica. Ahora recuerde, en este punto se ha establecido el destino de la célula, pero aún puede cambiar. La especificación es solo el primer paso para determinar cuál será la célula. Todavía puede cambiar su destino a través de varios mecanismos.
Especificación condicional
Uno de esos mecanismos es también el otro tipo de especificación del destino celular. La especificación condicional es básicamente lo opuesto a la especificación autónoma. Mientras que la especificación autónoma se basa en moléculas dentro de la célula, la especificación condicional es el desarrollo de un destino celular reversible basado en influencias externas. ¿Cuáles son esas influencias? Básicamente, otras células en desarrollo. Esto es importante. En general, desea que las células de su piel estén al lado de las otras células de su piel, que todas las células de su cerebro estén en su cerebro, y así sucesivamente. A medida que desarrollan su destino, las células pueden influir en otras células para cambiar su desarrollo y parecerse más a sus vecinas. Y todas las células que necesitan estar juntas terminan desarrollándose juntas. Lo que hace que esto sea posible son pequeñas moléculas que le dicen a otras células que cambien su destino, llamadas señales inductivas. Las células los excretan a través de sus membranas, por lo que la inducción o la transmisión de las señales se produce entre las células vecinas. Sin señales inductivas, esta célula habría continuado su desarrollo normal y, finalmente, su destino estaría determinado irreversiblemente como una célula cerebral. Pero debido a que recibió una señal de una célula sanguínea vecina, los genes que se activan para el desarrollo de las células cerebrales se desactivan y se activa un nuevo conjunto de genes. Si no se reciben más señales, el destino de esta célula quedará grabado en piedra. Pero, por ahora, todavía estamos en la etapa de especificación y podría pasar cualquier cosa. Supongo que, después de todo, incluso las células pueden cambiar su destino.
Resumen de la lección
A medida que la célula cigoto recién fertilizada comienza a dividirse, cada nueva célula tiene el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula, haciéndola totipotente. Pero no pasa mucho tiempo antes de que esas células tengan un destino determinado o una dirección irreversible de desarrollo. Entre la totipotencia y la determinación se encuentra la especificación del destino de la célula, el estado de desarrollo en el que la célula ha adquirido un destino pero aún se puede cambiar. A veces, esta es una especificación autónoma, donde el desarrollo del destino celular reversible ocurre sin influencia externa. Esto es causado por determinantes citoplasmáticos, que son moléculas dentro del citoplasma del cigoto que pueden causar cambios genéticos. Estos se distribuyen aleatoriamente en blastómeros, como el cigoto se divide. La otra forma de seleccionar un destino es la especificación condicional, o el desarrollo de un destino celular reversible basado en influencias externas. Este proceso es generado por moléculas que le dicen a otras células que cambien su destino, llamadas señales inductivas. Entonces, mientras que los determinantes provienen del interior de la célula, las señales inductivas pasan de una célula a otra y cambian los genes que se activan y silencian. Tal vez sea el destino, tal vez sea el libre albedrío, pero definitivamente es la forma en que una sola célula fertilizada se convierte en un organismo complejo, por lo que es bastante bueno de cualquier manera.
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