Differenziazione cellulare
La differenziazione cellulare è il processo attraverso il quale una cellula meno specializzata diventa un tipo di cellula più specializzata. Fa parte della biologia dello sviluppo. I diversi tessuti hanno diversi tipi di organuli all'interno delle cellule.
La differenziazione si verifica molte volte durante lo sviluppo di un organismomulticellulare. L'organismo cambia da un singolo zigote a un sistema complesso di tessuti e tipi di cellule. La differenziazione è un processo comune anche negli adulti: le cellulestaminali adulte si dividono per rendere le cellule figlie completamente differenziate durante la riparazione dei tessuti e durante il normale ricambio cellulare.
La differenziazione cambia drasticamente la dimensione, la forma, l'attività metabolica e la risposta ai segnali di una cellula. Questi cambiamenti sono in gran parte dovuti a cambiamenti nell'espressione genica. Con poche eccezioni, la differenziazione cellulare non comporta quasi mai un cambiamento nella sequenza del DNA stesso. Essa comporta lo spegnimento di molti geni non necessari in un particolare tessuto. Così, le cellule in diversi tessuti possono avere caratteristiche fisiche molto diverse, pur avendo lo stesso genoma.
La potenza cellulare è la capacità di una cellula di differenziarsi in altri tipi di cellule. Una cellula che è in grado di differenziarsi in molti tipi di cellule è nota come pluripotente. Tali cellule sono chiamate cellule staminali negli animali e cellule meristematiche nelle piante superiori. Una cellula che è in grado di differenziarsi in tutti i tipi di cellule è nota come totipotente. Nei mammiferi, solo lo zigote e le prime cellule embrionali sono totipotenti, mentre nelle piante molte cellule differenziate possono diventare totipotenti con semplici tecniche di laboratorio.
Differenziazione delle cellule staminali
Domande e risposte
D: Che cos'è la differenziazione cellulare?
R: La differenziazione cellulare è il processo attraverso il quale una cellula meno specializzata diventa un tipo di cellula più specializzata. Fa parte della biologia dello sviluppo e si verifica molte volte durante lo sviluppo di un organismo multicellulare.
D: In che modo la differenziazione cellulare influisce sulle caratteristiche di una cellula?
R: La differenziazione cambia drasticamente le dimensioni, la forma, l'attività metabolica e la reattività ai segnali di una cellula. Questi cambiamenti sono in gran parte dovuti a modifiche dell'espressione genica, piuttosto che alla sequenza del DNA stesso.
D: Che cos'è la potenza cellulare?
R: La potenza cellulare è la capacità di una cellula di differenziarsi in altri tipi di cellule. Una cellula pluripotente può differenziarsi in molti tipi diversi, mentre le cellule totipotenti possono differenziarsi in tutti i tipi. Nei mammiferi, solo gli zigoti e le prime cellule embrionali sono totipotenti, mentre nelle piante molte cellule differenziate possono diventare totipotenti con tecniche di laboratorio.
D: Che ruolo hanno le cellule staminali nella differenziazione cellulare?
R: Le cellule staminali sono cellule pluripotenti che hanno la capacità di differenziarsi in molti tipi diversi di cellule figlie durante la riparazione dei tessuti o il normale ricambio cellulare negli adulti. Svolgono anche un ruolo importante nello sviluppo, in quanto si dividono più volte per formare sistemi complessi di tessuti e vari tipi di organelli all'interno delle cellule.
D: Come cambia l'espressione genica durante la differenziazione cellulare?
R: L'espressione genica cambia in modo significativo durante la differenziazione cellulare, in quanto alcuni geni non necessari per determinati tessuti vengono disattivati, mentre altri possono essere attivati o espressi in modo diverso a seconda delle esigenze del particolare tessuto o organello che si sta formando. Questo comporta differenze fisiche tra i diversi tipi di tessuti, pur avendo genomi identici.
D: C'è qualche differenza tra le cellule staminali animali e le cellule meristematiche vegetali?
R: Sì, le cellule staminali animali sono pluripotenti, mentre le cellule meristematiche vegetali possono diventare totipotenti con semplici tecniche di laboratorio che consentono loro di differenziarsi in tutti i tipi di cellule figlie, quando necessario.
