DESAFÍO Nº 15 Profesor Mauricio Hernández Fonseca Biología – 1° Medio Nombre del Estudiante : ________________________________ Curso DIFERENCIACIÓN CELULAR TIMBRE DIFERENCIACIÓN CELULAR : __________ En el desarrollo embrionario el ovocito fecundado, el cigoto, da origen a un organismo completo; un organismo que se encuentra formado por órganos y tejidos especializados que permiten la vida. Las células que forman los tejidos poseen una forma y una función específica que alcanzan por medio de la diferenciación celular. Este proceso entraña ciertas interrogantes debido a que los estudios en el desarrollo embrionario han demostrado que todas las células somáticas del organismo contienen la información genética que permiten dar origen a un nuevo individuo, pero estas células no tiene la potencialidad de llegar a transformarse en otro tipo de células, propiedad que si tienen las células del cigoto que dan origen a todas las células especializadas del cuerpo. Para comprender el desarrollo debemos enfocarnos sobre cómo las células determinan cuáles genes se activan y cuándo. Existen dos ideas importantes sobre el desarrollo embrionario que se deben considerar: 1. 2. En la mayoría de los casos, todas las células somáticas contienen todos los genes que se encuentran presentes en el cigoto, en otras palabras, la diferenciación celular no es el resultado de la pérdida de ADN. Los cambios celulares durante el desarrollo y la diferenciación celular son el resultado de la expresión diferencial de genes. La diferenciación celular es el proceso por el cual una célula cambia su estructura de manera que pueda realizar una función específica. Las células bien diferenciadas son células maduras, completamente relacionadas que están listas para cumplir con su función particular. Cada tipo celular tiene características, funciones, y lapsos de vida específicos, aunque todos se han diferenciado de la célula original o cigoto. Las primeras células de un ser humano procedentes del cigoto son denominadas células totipotenciales, por ser capaces de diferenciarse en todo tipo de células especializadas; proceso que comienza a los 4 días de desarrollo. De una célula totipotencial se puede obtener un organismo funcional. A medida que se diferencian restringen su potencial y se convierten en células pluripotenciales, que pueden desarrollarse en varios, pero ya no en todos los tipos celulares. De estas células ya no es posible obtener un organismo. A medida que avanza la diferenciación se van desarrollando los distintos tipos de tejidos del cuerpo. Con la especialización y la maduración muchas células pierden la capacidad de reproducción. En cambio otras denominadas células troncales o células madre conservan la capacidad de división. En los adultos estas células sólo, pueden diferenciarse en un tipo concreto de célula especializada (ej.: las células sanguíneas). A estas células troncales indiferenciadas de un tejido que pueden desarrollarse a células especializadas de dicho tejido se las denomina multipotenciales. (Ej. Las de la médula ósea que dará lugar a células sanguíneas). DIFERENCIACIÓN CELULAR Y LA HISTOLOGÍA Las células de los organismos pluricelulares no viven aisladas. Cada célula es parte de un tejido y cada tejido posee características distintivas. Por ejemplo, el tejido muscular está formado por células alargadas y tiene la capacidad de contraerse. Un tejido es un conjunto de células que comparten características morfológicas y funcionales. Es frecuente que las células de un tejido se mantengan estrechamente relacionadas, ya sea por mecanismos físicos o comunicación química. Pero también es común encontrar tejidos cuyas células se distancien unas de otras, como sucede con las células sanguíneas. Es un error suponer que cada tejido se encuentra limitado a un órgano particular del cuerpo. Al contrario, la mayoría de los tejidos se encuentran distribuidos en casi todos los órganos del cuerpo. De esta manera, el corazón posee tejido muscular, pero también tejido epitelial, tejido conjuntivo, tejido nervioso y tejido sanguíneo. Otros ejemplos: supuestamente los huesos sólo poseen tejido óseo. Pero también están formados de tejido conjuntivo, cartilaginoso, sanguíneo y epitelial. El cerebro no sólo son neuronas (tejido nervioso). También posee tejido sanguíneo, linfático y epitelial. Se podría suponer que un órgano es el resultado de las características de los tejidos que lo forman. Pero es más que eso. La proporción, disposición, morfología y relación que establece con los demás tejidos hace que un mismo tejido pueda aportar distintas características en distintos órganos. Por ejemplo, en el corazón, existe un tipo de tejido muscular que permite bombear sangre. Otro tipo de tejido muscular, dispuesto de una forma muy distinta, asociado a estructuras óseas, permite los movimientos del brazo o las piernas. Funciones relacionadas (contracción), logradas en diferentes partes del cuerpo. Tampoco es correcto asumir que cada órgano posee “un tipo especial de cada tipo de tejido”. Sólo un especialista podría diferenciar una muestra tejido muscular extraído del rostro de otra extraída del pie. El epitelio de la tráquea se parece mucho al epitelio de la tuba uterina. Las neuronas de la retina son casi idénticas a otras neuronas ubicadas en la piel. Lo interesante es que al observar mediante un microscopio una muestra de un órgano cualquiera, por ejemplo el estómago, es factible reconocer varios tejidos mediante sus características distintivas. Actividad 1. Histología, la ciencia que estudia los tejidos El profesor te mostrará imágenes de tejidos obtenidas mediante microscopía. Con la información extraída de estas preparaciones histológicas, resuelve el siguiente ítem de columnas pareadas: Tipo de tejido Características de sus células Función 1. Epitelial Células separadas, unidas mediante múltiples prolongaciones Transporte y defensa 2. Muscular Dispuestas en torno a un lumen, estrecha relación con vasos sanguíneos Revestimiento 3. Sanguíneo Alargadas y compactas, con estriaciones del citoesqueleto Liberación de sustancias 4. Adiposo Dispuestas en capas, formas cúbicas o cilíndricas Contracción 5. Glandular Separadas entre sí, formas redondeadas Almacenamiento 6. Nervioso Con citoplasmas desplazados por vacuola lipídica, poligonales Comunicación Actividad 2: Selección múltiple 1. Si uno de los dos blastómeros resultantes de la primera segmentación de un cigoto de ratón se implantara en el útero de una hembra, es probable que al término de la gestación se origine A. un feto normal. B. la mitad del feto. C. la cuarta parte del feto. D. un feto sin sexo definido. E. no se va a originar nada, porque faltan células. 2. A. B. C. D. E. Se dice que un cigoto es totipotente porque: Produce todos los tipos de tejidos Genera un grupo de células especializadas en la misma función Produce un tejido incapaz de diferenciarse Es capaz de generar un tipo de tejidos Todas las anteriores 3. “Las células mantienen el genoma completo y activan o inactivan los genes en forma selectiva durante el desarrollo, mediante mecanismos de regulación de expresión génica”. Esto permite explicar la: A. Capacidad de especialización de los tejidos B. Diferenciación celular C. Capacidad de pluricelularidad de los organismos D. A y B son correctas E. Todas son verdaderas 4. A. B. C. D. E. 5. Que los blastómeros resultantes de las primeras segmentaciones sean totipotenciales significa que alcanzan un mayor volumen celular que el cigoto. originan un organismo de mayor envergadura física. son incapaces de agruparse en una mórula. su contenido de material nutritivo es abundante. tienen capacidad de originar embriones completos. Los riñones, las neuronas y las vías respiratorias provienen respectivamente de las siguientes capas embrionarias de la gástrula A. endoderma-mesoderma-ectoderma. B. mesoderma-ectoderma-endoderma. C. mesoderma-endoderma-ectoderma. D. ectoderma-mesoderma-endoderma. E. ectoderma-endoderma-mesoderma. 6. Es durante la gastrulación, se forman las tres capas embrionarias, que darán origen a los tejidos y órganos del embrión y futuro feto. Existe una capa que se asocia a la cavidad blastocélica, que permite el origen y desarrollo de las estructuras que se encuentran en el sistema digestivo y respiratorio. A ¿cuál de las siguientes capas corresponde? A. Ectoderma. B. Mesoderma. C. Neurula. D. Endoderma. E. Mesénquima. 7. Las células que forman parte de músculo cardiaco se caracteriza por su gran contenido de mitocondrias, esto se debe a su función principalmente contráctil. Según lo anterior que función cumple la mitocondria en este proceso: A. Aporta los lípidos necesarios para formar las membranas de las células musculares B. Se encarga del aporte energético necesario para que ocurra la contracción C. Junto con los ribosomas sintetizan las proteínas que dan origen a los músculos D. Sintetizan ADN que es la molécula de energía de la célula E. B y D son correctas 8. Las células que forman parte de la glándula mamaria se encargan de la producción de los lípidos y las proteínas necesarias para la formación de la leche, estas son depositados a los conductos galactóforos (transportan la leche al exterior) por vesículas de secreción. Según esto los organelos celulares que estarán más desarrollados en este tipo de células es o son: I. RER II. REL III. Complejo de Golgi A. B. C. D. E. Solo I Solo III I y II II y III I, II y III 9. La siguiente imagen representa a una célula intestinal. Al respecto se puede deducir que las microvellosidades y la gran cantidad de mitocondrias que presenta se debe a que: I. Las microvellosidades se encargan de absorber los nutrientes que llegan al intestino delgado II. Las mitocondrias le entrega la energía necesaria para el transporte de nutrientes a través de la célula III. Las microvellosidades activan a las mitocondrias para que fabriquen proteínas A. B. C. D. E. Solo I Solo II I y II II y III I, II y III 10. La siguiente imagen representa a un tipo celular de gran importancia para nuestro organismo, se diferencias del resto por ser alargadas y en general con múltiples prolongaciones. ¿A qué tipo de células representa? A. Eritrocito B. Plaquetas C. Neurona D. Osteocito E. Adipocito