Différenciation cellulaire

Nous expliquons ce qu'est la différenciation cellulaire, comme le processus, et nous vous montrons des exemples

Les cellules souches peuvent devenir d'autres types de cellules par le processus de différenciation cellulaire

Qu'est-ce que la différenciation cellulaire?

La Différenciation cellulaire C'est le processus par lequel une cellule passe d'un type de cellule à un autre. C'est généralement la transformation d'une cellule immature et peu spécialisée dans un type de cellule spécialisé qui exprime certains gènes, qui change la morphologie et est capable de remplir des fonctions différentes de celles de la cellule «initiale».

Par exemple, les cellules d'un organisme multicellulaire en tant qu'être humain sont organisées de manière à ce qu'elles soient regroupées pour former différents types de tissus et d'organes avec des fonctions spécifiques, qui ne peuvent généralement pas être effectuées par les cellules d'autres tissus.

L'identité et la fonction de ces tissus et organes dépend du type de cellules qui les forment, et cette identité, à son tour, est donnée par un Programme de transcription Spécifique, c'est-à-dire qu'il est génétiquement contrôlé.

En d'autres termes, l'existence de tissus et d'organes est possible grâce au processus de différenciation cellulaire qui, en substance, consiste en une expression sélective de la génome, contrôlé les deux niveaux temporaire comme espace.

La différenciation cellulaire est généralement un processus irréversible, en particulier si nous nous référons à l'être humain et à de nombreux animaux vertébrés de ceux que nous connaissons - dans les plantes, ce n'est pas toujours le cas - bien que dans certaines conditions et uniquement dans certaines cellules, il peut être inversé, un processus appelé mépris.

Pendant la différenciation cellulaire, une cellule acquiert non seulement une forme et une fonction spéciales, mais peut également être distinguée des autres cellules par rapport à sa division ou à sa multiplication. La plus différenciée et spécialisée, une cellule devient moins capable de diviser.

Cellules de la tige et de différenciation

Illustration de cellules souches embryonnaires

Si nos organes et nos tissus sont formés par des cellules qui ont traversé un processus de différenciation pour acquérir leur identité, d'où les cellules non apparents qui leur donnent naissance proviennent de? Comment sont les tissus de notre corps?

De nombreuses cellules appartenant à un tissu peuvent se «remplacer» en divisant, bien que le taux de remplacement varie considérablement d'un tissu à l'autre et dépend du type de tissu: les neurones dans un cerveau adulte, par exemple, sont à peine divisés, sinon à cellules épithéliales.

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Cependant, comme nous l'avons déjà mentionné, certaines cellules considérablement différenciées perdent leur capacité de division, de sorte que leurs populations sont maintenues grâce à un «réservoir» corporel de cellules non différenciées: cellules souches.

Les cellules souches sont des cellules ayant la capacité de «mûrir» ou de se différencier en différents types de cellules et de nombreux tissus en contiennent un certain nombre qui sont responsables de les maintenir.

Il existe deux types de cellules souches:

• Cellule souche embryonnaire: Ce sont eux dans l'embryon tôt. Ils sont constamment divisés et peuvent conduire à tous les types de cellules du corps: ils sont Totipotent. Ces cellules sont fondamentales pour la croissance.
• Tissus souches: sont-ils trouvés dans les organismes adultes ou Mature Et sa fonction principale est de fournir des cellules qui remplacent les cellules différenciées de différents tissus. Contrairement aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches tissulaires ne peuvent pas donner lieu à tous Les types de cellules du corps, mais se limitent à former une ou plusieurs lignées du type de cellules tissulaires auxquelles elles appartiennent; C'est pourquoi ils sont multipotent et par la suite oligopotents.

Comment sont les cellules souches?

Si toutes les cellules souches d'un tissu sont différenciées pour remplacer les cellules qui, pour une raison ou une autre, doivent être remplacées, lesdits tissus seraient rapidement dépourvus de cellules souches.

C'est pour cette raison que les cellules souches, lorsque les mérites de remplacement des cellules, sont divisés asymétriquement: L'une des cellules filles commence à se différencier en fonction du type de cellule nécessaire et l'autre reste comme une cellule souche, en maintenant la population du tissu en question.

Processus de différenciation cellulaire

La différenciation cellulaire est un processus relativement complexe qui implique un grand nombre de facteurs internes et externes.

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Le zygote

De la fertilisation, en passant par le zygote, au fœtus

On peut dire que les premiers événements de différenciation cellulaire se produisent pendant le développement embryonnaire.

Le zygote, la première cellule totipotente d'un organisme multicellulaire, commence à se diviser et finalement définir les différentes couches embryonnaires, dont les cellules acquièrent différentes fonctions en fonction de leur emplacement.

À partir des couches embryonnaires, les cavités corporelles, les épithéliums et les systèmes d'organes sont formés.

Toutes les cellules qui dérivent du zygote contiennent exactement la même combinaison de gènes résultant de la fusion des noyaux haploïdes féminins et masculins des parents, produits par la méiose dans leurs structures reproductrices.

Expression sélective des gènes

Alors que les cellules d'embryons (et un individu adulte) ont pratiquement le même contenu génétique, une série de facteurs moléculaires est responsable de la promotion de l'expression de certains gènes et d'inhibant définitivement ou temporairement celle des autres, donnant naissance à un Programme de transcription Spécifique pour chaque cellule en fonction de sa fonction.

Rappelons que l'expression génétique est le processus par lequel les informations contenues dans les gènes sont `` lues '', qui sont les fragments d'acide désoxyribonucléique (ADN) roulés et compactés dans le noyau formant les chromosomes.

Les gènes sont les entités responsables de toutes les caractéristiques fonctionnelles, morphologiques et métaboliques des cellules et leur expression est contrôlée par des facteurs endogènes et exogènes.

Engagement

Pendant le processus de différenciation, les cellules sont finalement «engagées» dans une lignée et un type de cellules spécifiques, ce qui signifie qu'ils acquièrent spécification.

Dans le développement embryonnaire, par exemple, des événements d'engagement se déroulent dans les cellules en fonction de ces composants cytosoliques qui reçoivent pendant la division Zygote ou des cellules qui forment l'embryon. Parmi ces composants, il existe des protéines, des messagers ARN, etc.

D'un autre côté, le milieu extracellulaire a également une puissante influence sur les processus de différenciation, d'engagement et de spécification, car il envoie généralement des «signaux différents qui sont interprétés par les cellules différentiellement.

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Exemples de différenciation cellulaire

Hématopoïèse

L'hématopoïèse est le processus par lequel les cellules sanguines et le système immunitaire sont formés à partir de la différenciation d'un ensemble de cellules souches multipotent.

Ces cellules, les cellules souches hématopoïétiques trouvées dans la moelle osseuse, sont capables de diviser pour maintenir leur population et de produire différents types de cellules qui s'engagent dans l'une des deux lignées cellulaires: myéloïde et lymphoïde.

Cellules de lignée myéloïde, Lors de la division, ils produisent des précurseurs pour les érythrocytes (globules rouges), les mastocytes, les mégakariocytes et les myéloblastes.

Les mégacariocytes peuvent produire des thrombocytes, tandis que les myéloblastes peuvent être divisés pour former des basophiles, des neutrophiles, des éosinophiles et des monocytes, ce dernier capable de donner naissance à des macrophages et des cellules dendritiques.

Cellules progénitrices de lignée Lymphoïde, Au lieu de cela, ils sont divisés pour donner naissance à des cellules meurtrières naturelles (cellules tueuses naturelles) ou à de grands lymphocytes granulaires et aux petits lymphocytes qui servent de précurseurs pour les lymphocytes T et les lymphocytes B.

Tout au long de la différenciation, ces cellules subissent des changements importants de taille, de forme, d'activité métabolique et de fonction. Les érythrocytes, par exemple, perdent le noyau et flatter, formant des cellules sanguines avec un disque bicocobe qui se spécialise dans le transport de l'oxygène à travers le sang.

Différenciation des ostéocytes

Les ostéocytes sont l'un des types de cellules qui forment les os des animaux vertébrés. Ces cellules dérivent de cellules précurseurs appelées Ostéoblastes.

Lorsque certaines conditions sont données et que différents signes sont perçus par les ostéoblastes, certains d'entre eux diffèrent considérablement:

S'il s'agit de cellules à l'amélioration du cube, capables de matrice constamment extracellulaire, les ostéoblastes acquièrent une forme allongée et petite, avec une structure embarqué Dans le tissu osseux, encapsulé par une matière organique formée par des fibres de collagène et des protéines fibreuses.

Ce processus a lieu pendant la formation osseuse et est contrôlé par des facteurs de transcription qui modifient non seulement le profil d'expression génétique des cellules qui diffèrent, mais aussi celle des cellules voisines, induisant la production des composants de la matrice où ils seront encapsulés.