¿Cómo pueden funcionar dos tipos diferentes de células de manera diferente a pesar de que provienen del mismo huevo fertilizado?

Para intentar responder de una manera poco sofisticada … esencialmente, la primera célula tiene todas las instrucciones para convertirse en cualquiera y todas las células que eventualmente veamos durante el desarrollo y hasta la adultez. Cada división le da a cada célula siguiente toda esa información también … todas las células tienen toda la información necesaria para convertirse en cualquier célula del cuerpo. Durante el desarrollo, las celdas migran a diferentes ubicaciones y se “diferencian” en celdas más especializadas. Antes de la diferenciación (en general, hay diferentes niveles y detalles) podrían llamarse “células madre”, si las colocas en algún lugar generalmente recogen las claves locales (sí, son insectores inteligentes) y se vuelven parte del “vecindario local”. “.

Este es un campo de estudio completo llamado biología del desarrollo que recomiendo encarecidamente a cualquiera que busque un campo relacionado con BIO para:

Biología del desarrollo 10e en línea

Aunque se han mapeado muchas “vías de señalización” en las que se han descubierto “factores” que están involucrados con la “diferenciación” de las células en todas las estructuras increíbles que nos componen, realmente no entendemos los conceptos básicos de cómo el una célula se convierte en la increíble cantidad de quiénes somos.

Sabemos que las células se convertirán en el tipo de célula apropiado para el lugar al que migran: mover una célula hepática al área cardíaca lo suficientemente temprano en el desarrollo y se convertirá en una célula cardíaca (¿por qué? La investigación con células madre es tan prometedora) … pero cómo saben a dónde migrar y cómo funciona todo el “programa” sigue siendo un misterio … uno de los mayores misterios de la biología.

Aquí hay un gráfico del desarrollo temprano en un embrión de pollo, que para mí puede indicar algún tipo de “efecto de campo”:

Cortesía del grupo de investigación en biofísica de Tim Newman en ASU.

Algún tipo de campo se pensaba que era el caso hace más de 100 años, pero se abandonó por “gradientes químicos” una vez que se encontraron. No veo por qué serían mutuamente excluyentes … ¡pero suficientes personas están estudiando esto que finalmente llegarán al fondo!

Aunque cada célula tiene el mismo conjunto de 20,000 – 30,000 genes, no todas las células tienen los mismos genes expresados. Por “expresado” queremos decir transcrito a ARN mensajero y luego traducido a proteínas.

Por ejemplo, solo las células formadoras de hueso producen osteocalcina (entre otras proteínas). Solo las células endoteliales producen CD31 (entre otras proteínas). Solo las células de cartílago producen colágeno tipo II. Hay una gran cantidad de proteínas “marcadoras” que los científicos utilizan para identificar tipos particulares de células.

David Kincade te dio un excelente recurso. Un libro completo en línea dedicado a la biología del desarrollo. Google te brinda recursos adicionales.

Durante el desarrollo embrionario, las células se vuelven progresivamente más especializadas. La primera división de desarrollo está en las 3 capas “germinales” o “dérmicas”: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo.

Hay una clase de proteínas llamada “morfogenos”. Los morfógenos, su identificación y regulación, se unen a los receptores en la superficie celular de las células en desarrollo y les “dicen” qué hacer. Esto implica desencadenar una ruta de señalización que finalmente tiene proteínas intracelulares que se unen a las regiones reguladoras de los genes para activar o desactivar esos genes. Muchos de los morfógenos tempranos se llaman genes “Hox” y especifican la colocación básica de los órganos y las extremidades.

Se sabe bastante sobre los morfógenos implicados en el desarrollo de las extremidades. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/

Pero, básicamente, encuentra un buen libro de texto de Biología del Desarrollo. Biología del desarrollo 10e en línea La respuesta es típicamente> 900 páginas, pero una lectura realmente fascinante.

Gran pregunta

Lo que creemos que sucede es esto …

En un momento dado somos una célula, luego esa célula se divide y luego esa célula se divide una y otra vez y un día se convierte en un organismo.

A lo largo del camino, ciertas células reciben señales para diferenciarse, el aaka se convierte en un tipo de célula.

¿De dónde vienen estas señales? Comunicaciones celulares muy complicadas.

Los científicos están aprendiendo cómo aprovechar esto y convertir las células madre en órganos completos.

Hay muchos embriólogos que estudian esto y lo mapean.

Espero que esto sea un comienzo y puedas google “diferenciación celular”. Este tema se relacionará con las células madre y el desarrollo de órganos.

Con gusto,

Micro

Todo vuelve al espacio de nuevo … imagínalo así … entras en una habitación vacía con un solo ventilador … digamos que la habitación también se puede expandir … y cada 10 minutos se agrega una nueva persona a la habitación … así que di en unos pocos horas la habitación está llena de gente … ahora, todos son, digamos, idénticos … podemos decir que a medida que la habitación se llene, va a ser difícil que el aire circule … así que al comenzar a sofocarse, cada persona en la habitación comienza comportarse en función de su posición en la sala en relación con la posición del ventilador … la persona parada cerca del ventilador no tiene que molestarse porque está cómodo allí … y una persona en la esquina se comportará de manera diferente … de manera similar, en un embrión como la primera célula se divide, la posición temporal espacial de las progenies de la primera célula va a ser el factor decisivo para que los genes se expresen en esa célula particular en ese punto particular de tiempo … los genes que se expresan en la inicial las etapas en las primeras celdas serían las mismas … yd Debido a su ubicación en el embrión, la expresión diferencial ocurre en un momento posterior … a partir de ese momento, el destino de la célula se decide y seguirá ese linaje particular … a esto lo llamamos diferenciación … las células madre son un grupo de células de wwhichany se forman diferentes tipos de células … cuando una célula madre produce el mismo tipo de células madre cuando se dividen, se llama proliferación … ayuda a aumentar la población de las células … y una vez que llegan a un lugar particular en el embrión, ‘ diferenciar ‘en una célula diferente que se vuelve específica … como una célula madre hematopoyética puede dar lugar a todas las diferentes células de sangre cuando se’ diferencian ‘… ahora volviendo a la historia …’ el Fan ‘… Nadie sabe cuál es esa fuerza motriz que está dando el empujón … ahí es donde la vida nos fascina …

¿Exactamente cómo ocurre la diferenciación celular ? El documento Autorrenovación de células madre embrionarias pluripotentes (1998, más bien técnico) lo expresa de esta manera: ” los mecanismos subyacentes al mantenimiento de la pluripotencia durante la expansión proliferativa siguen siendo difíciles de alcanzar”.

Algo, de alguna manera, en el desarrollo temprano del organismo, decide. Uno de los resultados es que las células tienen diferentes genes activados o desactivados, según lo que haga la célula. Por ejemplo, las células destinadas a convertirse en células hepáticas solo tienen los genes necesarios para su función como células hepáticas “activadas”. Ver también Epigenética.

ADN-> ARN -> Proteínas

Las proteínas preforman diferentes funciones en función de su estructura. Estas proteínas forman células, que juntas forman tejidos -> órganos -> sistemas de órganos -> organismo