¿Qué es la diferenciación celular?

La diferenciación celular es el proceso mediante el cual una célula se convierte en otro tipo celular más especializado. Este cambio que implicará muchas veces variaciones morfológicas, de la composición de su membrana o de su localización se producen debido a una reprogramación de la de su expresión génica. Las células germinales, también llamadas células madre, son las células más indiferenciadas que existen y serán ellas las encargadas de dar todos los linajes celulares de un ser vivo mediante su división y diferenciación, desde el embrión hasta el adulto. Puedes leer más sobre las células madre en el artículo que le dedicamos aquí (próximamente).

Tanto plantas como animales presentan este tipo celular, las células germinales. El zigoto la primera célula del individuo es totipotente, es capaz de dar lugar a todos los tipos celulares de un individuo. El zigoto se forma por la unión del espermatozoide y el óvulo en animales. Mientras que en plantas el zigoto totipotente es la unión del gametófito dentro de un grano de polen y la oósfera femenina que espera dentro del óvulo de la flor.

LAs células madre en animales no se diferencian de las células que las rodean, salvo en tejidos muy especializados.

Sin embargo, el individuo adulto sigue teniendo células madre, que son las encargadas del crecimiento y de la reparación de daños, como heridas o muerte celular por envejecimiento. Puedes leer más sobre la muerte celular en el artículo que le dedicamos a este otro proceso común en el desarrollo aquí (próximamente). En animales las células madre se encuentran diseminadas por todos los tejidos, mientras que por el contrario en plantas las células germinales se encuentran exclusivamente en los meristemos, la punta de raíces y tallos, desde las que crece la planta, lee más sobre los meristemos en el artículo que le dedicamos aquí (próximamente).

El proceso de diferenciación celular es un proceso, obviamente, muy importante para el desarrollo de un individuo. Así mismo evolutivamente la diferenciación celular se ha mantenido como un proceso estable, con pocos cambios en su plan principal. Es por eso que el estudio de la diferenciación celular es un tema de gran valor científico, puesto que puede llevarnos a temas tan diversos como la regeneración de órganos o la clonación. Algunas investigaciones recientes han avanzado en la impresión 3D de órganos y en la ingeniería de tejidos, abriendo nuevas vías para la regeneración orgánica y suplantación de funciones tisulares por células madre.

En este aspecto del estudio del proceso en plantas presenta mayores facilidades que en animales. Las plantas permiten una mayor plasticidad y reorganización de su plan de crecimiento que los animales. Además las células madre de plantas se encuentran exclusivamente en una zona muy concreta, mientras que en animales las células madre se encuentran dispersas en todos los tejidos (y no presentan una forma especial que las diferencie del resto de células). También han surgido nuevas aplicaciones agrícolas de las células madre vegetales, como las destinadas a aumentar la resistencia o el rendimiento de los cultivos. Los ejemplos específicos de diferenciación en animales incluyen las células madre neurales, que evidencian su capacidad para reparar lesiones cerebrales.

Por estos motivos y razones éticas a parte el estudio en células madre en vegetales resulta más sencillo para realizar modelos del funcionamiento molecular del proceso. Las señales que disparan la diferenciación en todos los seres vivos son bastantes conocidas. Normalmente un conjunto de señales hormonales son las encargadas de marcar el inicio de la diferenciación, lee más de las señales que llevan a la diferenciación celular en plantas aquí (próximamente) y en animales aquí (próximamente). Las células madre se mantienen en un estado indiferenciado hasta que reciben señales externas que les llevan a alterar su patrón de expresión genética para dar lugar a células con funciones concretas. Sin embargo, el proceso molecular que lleva a las una célula madre a iniciar la reprogramación de su expresión génica está poco caracterizado, no se sabe cuales son los encargados de señalizar, dentro de la célula, el cambio de estado de la célula madre. Recientemente, se ha comenzado a descubrir nuevas vías y factores genéticos implicados en este proceso de señalización, avanzando en la comprensión de su complejo mecanismo. Además, se han reevaluado consideraciones éticas asociadas a estas investigaciones, especialmente con avances en los modelos de células madre humanas, acentuando la importancia de la regulación en este campo innovador. Se está investigando cómo estas regulaciones pueden equilibrar el potencial de la biotecnología con preocupaciones éticas, asegurando que el progreso científico avance de manera responsable.