PROCESOS DE

DIFERENCIACIÓN

CELULAR

DIFERENCIACIÓN CELULAR

En un organismo multicelular, los distintos tipos

celulares como las neuronas y los fibroblastos,

contienen la misma información genética; la

diferencia radica en que cada tipo celular sintetiza y

acumula ARN especifico y proteínas. El proceso

por el cual las células adquieren características

especiales, en cuanto a morfología y función se

denomina diferenciación celular; dicho proceso

ocurre durante el desarrollo embrionario. La

diferenciación celular depende de cambios de la

expresión genética que permiten a las células

dividirse y convertirse en células especializadas.

Una contribución de gran importancia ha sido la del

genetista estadounidense Edward B. Lewis, quien

estudio los genes homeóticos en la mosca de la

fruta. Existen ciertos genes que dirigen segmentos

o grupos de segmentos del cuerpo. Descubrió que

los genes homeóticos se encuentran ubicados de

tal manera en el cromosoma, que corresponden

con los segmentos del cuerpo que controlan.

CAPAS GERMINALES EN LOS ANIMALES Cuando ocurre la fecundación, se forma el cigoto,

célula huevo a partir de la cual se derivarán todas

las células del embrión y posteriormente las del

adulto.

El cigoto se divide después de algunas horas, y da

lugar a dos células idénticas. Horas después se

produce una segunda duplicación y así

sucesivamente, hasta que llega a formarse un

cúmulo de células llamado mórula, que es apenas

poco mayor que el cigoto. El embrión en esta etapa

ingresa a la cavidad uterina. A partir de este estadio

se diferencian dos tipos celulares: -Las internas

darán origen al embrión.

-Las externas al trofoblasto.

Las células trofoblásticas son necesarias para la

implantación del embrión en la pared uterina. La distinción

entre blastómeras del trofoblasto y la masa celular interna,

representa la primera diferenciación celular durante el

desarrollo embrionario de los mamíferos.

La masa de células recién formadas sufre después

cambios en su forma. Se va quedando hueca por

dentro, y se engrosa en una parte, lo que da lugar a la

blástula. El hueco dentro de esta se llama blastocele.

Esta esta etapa de sucesivas divisiones celulares

hasta llegar a la formación de la blástula es conocida

como segmentación.

Una vez formada la blástula, se producen movimientos

coordinados de células y capas celulares denominado

gastrulación que darán lugar a la gástrula. Estos

movimientos inician cuando la blástula comienza a

doblarse hacia adentro. La zona de este doblez se llama

blastoporo y así se genera una capa interna, llamada

endodermo, y una capa externa que será el ectodermo.

Entre estas dos capas se forma el mesodermo, y

posteriormente se desarrollaran los órganos del cuerpo,

conocida como organogénesis.

Capa germinal Órganos y sistemas que se originan

Ectodermo • Sistema nervioso.

• Órganos de los sentidos: oído interno, cristalino del

ojo.

• Epidermis de la piel y anexos, como pelo y uñas.

• Glándulas sebáceas, mamarias y sudoríparas.

Mesodermo o Músculos y esqueleto .

o Capa interna de la piel (dermis).

o Sistema circulatorio .

o Sistema excretor .

o Sistema reproductor.

o Capa externa del tubo digestivo y del tubo respiratorio.

Endodermo Capa interna del tubo digestivo y del tubo respiratorio.

Hígado.

Páncreas.

Cada tipo celular ocupa su lugar dentro del embrión y va

diferenciándose, adquieren una apariencia diferente.

Durante el desarrollo embrionario se constituyen también algunas

estructuras que tienen como función proteger y nutrir al embrión

en desarrollo. Se forman independientemente de las capas

germinales del embrión, a partir de cuatro membranas

extraembrionarias:

Corion: es la primera membrana y la más externa. Su función

es proteger el embrión. En combinación con los tejidos del útero,

forma la placenta que provee de nutrientes al feto y facilita el

intercambio de gases.

Amnios: envuelve totalmente al embrión. La cavidad amniótica

es espacio entre el embrión y el amnios y se llena de liquido

amniótico, que actúa amortiguando cualquier golpe y da libertad

de movimiento al embrión.

Alantoides: es pequeña y sus vasos sanguíneos contribuyen a

la formación de los vasos del cordón umbilical, es el puente de

comunicación del embrión con la placenta.

Saco vitelino: Es un saco prácticamente vacío que forma parte

del aparato digestivo.

CÉLULAS MADRE Y SU APLICACIÓN

En sus etapas iniciales, las células embrionarias son capaces de formar a un nuevo individuo completo. Estas células son llamadas totipotenciales, porque tienen el poder para que a partir de ellas se desarrolle un nuevo individuo.

Las células empiezan a diferenciarse y por lo tanto a especializarse. Las células pluripotenciales pueden convertirse en cualquier tipo de célula, aunque ya no pueden regenerar a un individuo completo.

Las células siguen en su proceso de diferenciación y entonces se forman los tejidos. Algunas células mantienen la capacidad de regenerar el tejido al que pertenecen. Este tipo de células se les llama multipotenciales.

Estas células son conocidas como células troncales o

células madre, y se ha propuesto su utilización para la

regeneración de tejidos dañados.

Se ha descubierto un gran potencial en las células

provenientes del cordón umbilical para regenerar tejido

sanguíneo.

Estos resultados prevén una gama muy amplia de

posibilidades futuras de usos de las células madres.

Hay una controversia muy fuerte en la actualidad, las

células totipotenciales o pluripotenciales solo se

pueden obtener a partir de embriones humanos, y ello

implica la destrucción de los embriones, lo cual tiene

una fuerte carga ética, ya que cada embrión es una

futura vida humana.

Las fuentes posibles de embriones son las que se obtienen de las fecundaciones in vitro.Se ha propuesto también la producción de embriones humanos por medio de la clonación; este proceso se llama clonación terapéutica. Todo tipo de clonación se encuentra prohibido en muchos países por respeto a los embriones humanos.

Debido a los estudios del italiano Angelo Vescovi, hoy se sabe que las células multipotentes de los organismos adultos tienen una gran versatilidad de diferenciación, cuando estas son sometidas a ambientes específicos de cultivo celular. Demostró que las células multipotentes tienen la capacidad de convertirse en células pluripotentes.

Al descubrimiento de Vescosi, otros grupos de investigación

han anunciado grandes procesos en esta área.

Las células multipotenciales se pueden obtener fácilmente del

cordón umbilical o de tejido adulto sin causar daño, su

potencial para la regeneración de tejidos suele ser menor.

En México se ha creado un Banco de Sangre de Cordón

Umbilical (BSCU), en el que se preserva sangre obtenida del

cordón umbilical de recién nacidos, proceso que se lleva a

cabo durante el alumbramiento.

Los cordones que se encuentran en este banco

son el producto de donaciones. El proceso no

causa ningún daño o riesgo al niño o a la madre.

Ha resultado muy esperanzador el descubrimiento

de células pluripotenciales en el líquido amniótico.

Las células del líquido amniótico tienen un alto

potencial para regenerar tejidos.

DESARROLLO DE TEJIDOS ANIMALES

Un proceso que ocurre durante el desarrollo embrionario

es la morfogénesis que es la transformación de las

células indiferenciadas en los distintos tipos de tejidos

especializados.

Se desarrollan cuatro tipos básicos de tejido:

epidérmico, conectivo, muscular y nervioso.

Un tejido es un grupo de células que en conjunto

desempeñan una determinada función.

TEJIDO EPITELIAL

En el tejido epitelial las células están muy unidas entre sí gracias a cuatro tipos de uniones intercelulares: desmosomas, uniones estrechas, uniones intermedias y uniones gap. No todas las uniones están presentes en todos los epitelios. Sus células tienen superficies con funciones diferenciadas: una libre o apical, está en contacto con el exterior; una lateral que mantiene unida a la célula con otras; y otra basal que sirve de anclaje al resto de los tejidos u órganos. El epitelio reposa sobre una lámina basal la cual es delgada y fibrosa, constituida de colágeno y glucoproteinas. Muchas células epiteliales poseen microvellosidades y se encuentran muy desarrolladas en células intestinales. Una escasa sustancia intercelular cementante y carencia de vasos sanguíneos son otras dos peculiaridades de los epitelios. El tejido epitelial esta en continua regeneración, sus células tienen un ciclo de corta duración.

El tejido epitelial forma el revestimiento que constituye la piel y que se encuentra en la parte interna del tubo digestivo, vías respiratorias y de todas las cavidades internas. Tiene como funciones las de recubrir y proteger las superficies del organismo, así como la secreción, la absorción y la recepción sensorial.

Las glándulas exocrinas son las que envían sus secreciones al exterior del cuerpo o tubo digestivo, están constituidas por células epiteliales. Las glándulas endocrinas están revestidas por este tipo de tejido.

La clasificación de los tejidos epiteliales se basa en:

La forma de las células individuales: escamoso, cuboide y cilíndrico

El número de capas de células: una capa (epitelio simple) y varias capas (epitelio estratificado)

Las células del epitelio seudoestratificado dan la impresión equivocada de que se agrupan en más de una capa pero constituye sólo una capa de distintos tamaños y formas.

Tipos de

tejido

epitelial

Tipos de tejido epitelial Localización Funciones

Escamoso simple Interior de los pulmones

y de los vasos

sanguíneos

Absorción de oxigeno

Cuboide simple Revestimiento de

conductos en riñones,

tiroides y ovarios

Secreción y absorción

Cilíndrico simple Revestimiento del tubo

digestivo y las vías

respiratorias altas

Secreción de moco,

absorción de nutrientes

Seudoestratificado Conductos de glándulas,

algunas vías

respiratorias

Secreción de sustancias

de protección

Escamoso estratificado Piel, revestimiento de la

boca y revestimiento

vaginal

Protección

Cuboide estratificado Glándulas salivales Barrera y conducción

Cilíndrico estratificado Unión ano-recto Barrera y conducción

TEJIDO MUSCULAR

Las células musculares están especializadas en la contracción y

relajación, lo cual permite llevar a cabo el movimiento de los

animales. Poseen una alta concentración de proteínas como actina

y miosina.

Existen tres tipos de tejido muscular: liso, esquelético y cardiaco.

El musculo liso se encuentra en los órganos que tienen

movimiento involuntario. La forma de las células es alargada y

con las puntas agudas y presentan un solo núcleo.

El musculo esquelético se encuentra unido a los huesos del

esqueleto y está constituido por células alargadas en forma de

estrías. Cada célula tiene varios núcleos y se desliza sobre otra

en el momento de llevar a cabo una contracción. Es controlado

de manera voluntaria por el sistema nervioso central y se puede

contraer con gran rapidez. Todos los músculos esqueléticos

están unidos a uno o más huesos mediante los tendones. El

musculo esquelético forma la mayor parte de la masa corporal.

El musculo cardiaco es muy similar al esquelético en cuanto a

su apariencia. Sus células son alargadas, aunque un poco más

cortas que las del musculo esquelético. Poseen un núcleo y

sus extremos suelen ser ramificados. Las células del musculo

cardiaco tienen una propiedad especial que es poderse

contraer de manera espontánea y de sincronizarse unas con

otras en el latido cardiaco. No lo controlamos de manera

consciente.

TEJIDO CONECTIVO

El tejido conectivo sostiene y envuelve a los demás tejidos. Entre

un tejido y otro siempre existe un material extracelular con células

que corresponden al tejido conectivo. Las células que constituyen

este tipo de tejido, los fibroblastos, están suspendidas en un fluido

conocido como matriz extracelular, que contienen diferentes tipos

de fibras:

De conexión y soporte, constituidas por colágeno, y

características de ligamentos, cartílagos y huesos.

Elásticas, que se encuentran en las paredes de los grandes

vasos sanguíneos.

Reticulares, que forman redes en el interior de los órganos

como el hígado.

Existen dos tipos de tejido conectivo: el propiamente conectivo,

que se encuentra como sustancia de relleno entre otros tejidos, y

el especializado, que realiza funciones específicas.

Típos de tejido

conectivo

Localización Funciones

Propiamente conectivo

Conectivo laxo

Ampliamente distribuido

entre los tejidos

Sostén y difusión de

sustancias

Conectivo denso

En ligamentos, tendones

y capa inferior de la piel

(dermis)

Brinda conexión flexible

pero resistente

Especializado

Adiposo Debajo de la piel

Forma una capa aislante

del frio y es una reserva

de energía

Óseo En los huesos

Constituye el soporte del

cuerpo, almacena calcio

y fosfato que puede

pasar a la sangre

Cartilaginoso

En articulaciones, orejas,

nariz y anillos de la

tráquea

Forma las articulaciones,

es firme pero flexible

Típos de tejido

conectivo

Localización Funciones

Especializado

Sanguíneo

En vasos sanguíneos y

corazón

Transporta nutrientes,

oxigeno y otras

sustancias

Hematopoyético

Médula ósea roja y

dentro de los huesos

largos

Produce los glóbulos

rojos, algunos tipos de

leucocitos y las

plaquetas

Linfoide

Ganglios linfáticos,

médula ósea, amígdalas,

bazo y timo

Produce los linfocitos,

glóbulos blancos que

originan a los

anticuerpos

TEJIDO NERVIOSO

Este tejido conforma el sistema nervioso, que se divide en Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Periférico, y se encuentra altamente especializado en la transmisión de impulsos y en las respuestas del estímulo del medio ambiente. Está constituido por neuronas y por células gliales, que sirven de apoyo, sostén y protección a las neuronas. Estas últimas reciben el nombre de neuroglia cuando se encuentran ubicadas en el sistema nervioso central, y células de Schawann si se hallan fuera de este. Las células gliales son más abundantes que las neuronas y pueden tener configuraciones diversas, por ejemplo: los astrocitos son células con forma de estrella, unen a las neuronas a los capilares sanguíneos y proporcionan nutrientes a estas; los oligodendrocitos constituyen la vaina de mielina en el sistema nervioso central y las microglias que son fagocitarias.

Las neuronas forman redes de comunicación que

transmiten señales por zonas definidas del sistema

nervioso. Las tres principales funciones de las neuronas

son: recibir señales desde receptores sensoriales,

conducir dichas señales como impulsos nerviosos y

transmitir las señales a otras neuronas, músculos o

glándulas.Neurona

DESARROLLO DE TEJIDOS VEGETALES

Los procesos de diferenciación celular no son exclusivos

de los animales. En las plantas, a partir del desarrollo del

embrión, tienen lugar cambios en las células, que los

conducen hacia la especialización.

Las plantas tienen la capacidad de seguir creciendo toda

su vida. Se debe a que siempre conservan tejido

indiferenciado cuya función es reproducirse y convertirse

en el tipo celular que sea necesario. Este tipo de tejido es

el meristemático y se encuentra en el extremo superior de

cada tallo, y en la punta de todas las raíces.

En la semilla en germinación se inicia la diferenciación en

tres tipos de tejidos: protodermis, que dará lugar a la

dermis de la planta; procambio, que originara los tejidos

vasculares, y meristema fundamental, de donde se

formaran los tejidos de hojas, tallos y raíces jóvenes.

En una planta adulta, los tres tipos

básicos de tejidos son: fundamental,

vascular y epidérmico.

Tejido fundamental. Las células que lo

conforman son principalmente las del

parénquima, que muestran una gran

versatilidad al poder encontrarse tanto

en las hojas como en el tallo o raíz.

Pueden realizar la fotosíntesis en las

hojas, almacenar sustancias en raíces y

semillas, o guardar aire en plantas

acuáticas.

Las células del colénquima también forman parte del tejido

fundamental y su función es sostener a los tallos herbáceos. Se

encuentra debajo de la epidermis.

Las células del esclerénquima poseen paredes muy gruesas que

proporcionan gran rigidez a la planta y brindan sostén firme. En la

madurez, este tipo de células muere, pero sigue dando soporte a

la planta debido a las gruesas capas de celulosa que contiene.

Tejido vascular. Está constituido por células del xilema y

del floema. Las de xilema se especializan en el transporte

del agua y sales minerales desde las raíces hasta el tallo

y las hojas. Contiene células denominadas traqueidas y

elementos del vaso. Estas células mueren en la madurez.

El tejido del floema transporta los productos de la

fotosíntesis y los distribuye a través de toda la planta por

medio de sus células, que son los tubos cribosos y

células acompañantes.

Tejido epidérmico. Cubre toda la superficie de las plantas

herbáceas y las partes verdes de las leñosas. Contiene

células fuertemente unidas, que secretan una capa de cutina

que impide la entrada de agua y protege a la planta. En

algunas especies hay también células de corcho que protegen

con una capa impermeable tallos y raíces de las plantas

leñosas.

El tejido epidérmico contiene además células de guarda que

conforman los estomas, estructuras encargadas de regular la

entrada y salida de gases.

Aunque los distintos tipos de células pertenezcan a una

misma planta, y compartan información genética, los genes

“activos” de una son diferentes a los “activos” de otra, debido

a los procesos de diferenciación celular que se llevan a cabo

durante el desarrollo embrionario.

CULTIVO DE TEJIDOS Y SUS APLICACIONES

El cultivo de tejidos permite llevar a cabo estudios sobre la

composición química, los genes, el metabolismo y las funciones

que desempeña cada uno de los organelos de las células vivas.

Para el cultivo de tejidos vegetales, es necesario aislar algunas

células y cultivarlas en un medio estéril donde se les

proporcionen nutrientes y se agreguen factores que induzcan la

reproducción celular. Una de las primeras sustancias utilizadas

para inducir la reproducción de células en cultivo, fue el agua de

coco, tiene la propiedad de

estimular la división celular

debido a que contiene

hormonas de crecimiento

conocidas como citocininas.

Una de las primeras experiencias en cultivo de tejidos vegetales

fue la de F. C. Steward, quien en 1958 logró obtener una planta

de zanahoria completa a partir de una célula de la raíz de este

tipo de planta.

A partir del trabajo de Steward se han desarrollado muchas

plantas a partir de pequeñas muestras de tallo, hoja, raíz o

células individuales.

Las técnicas de cultivo de tejido han permitido profundizar en el

estudio del crecimiento y desarrollo de plantas. Esto se ha

aplicado en el cultivo de plantas difíciles de reproducir. La ventaja

es la que se pueden mantener en condiciones controladas, se

obtienen plantas más sanas para ser trasplantadas a campos de

cultivo.

Se ha empleado también para la micropropagación de

plantas que se encuentran en vías de extinción.

Una variante en el cultivo de tejidos vegetales es la de

utilizar protoplastos y desarrollarlas en tubos de ensayo

con el medio nutritivo adecuado.

El cultivo de tejidos en plantas resulta también de interés

para las investigaciones de ingeniería genética.

El cultivo de tejidos tiene variadas aplicaciones de gran

importancia.

INTEGRANTES

Rodrigo Horacio Abarca Cabrera #1Carolina Bautista Guillen #8Alejandra Duran Espinosa #17Julio Cesar Esquinca Ballinas #19Aimeé Madrid Espinosa #35Yeni Yadira Moreno Antonio #37Viridiana Vázquez Maza #47