A la manifestación de funciones especializadas en una población de células que comparten la misma información genética, es decir, que pertenecen a un mismo individuo, se le conoce como diferenciación terminal. La aparición de la diferenciación terminal implica el que las células pasen por una serie de cambios morfológicos, bioquímicos y fisiológicos que culminan con la aparición de funciones específicas o especializadas: es decir, la expresión de fenotipos como el de los adipocitos, el de las fibras musculares, el tejido óseo, el tejido neural o los tejidos que recubren a las superficies internas o externas de nustros órganos (epitelios).
A pesar de que estas funciones especializadas son extremadamente importantes para la sobrevivencia de todos los organismos - incluyendo al ser humano- la aparición del fenotipo terminal tiene como consecuencia la pérdida de la capacidad proliferativa de las células. En otras palabras, las células diferenciadas no se multiplican debido a su alto grado de especialización.
El lector se preguntará: si esto es así, ¿cómo es posible que los tejidos pueden ser reparados?. Una parte de la respuesta radica en la existencia de un tipo celular relativamente "no diferenciado", con capacidad proliferativa ilimitada, y paradójicamente, con una baja frecuencia de paso a través del ciclo de división celular (ciclo celular). A este tipo celular, se le conoce como células troncales (o "stem cells"), y muy seguramente el lector tiene información sobre la existencia de ellas debido a su popularidad y al carácter polémico de sus aplicaciones potenciales, o bien debido a la lectura de algunos de los ensayos que aparecen en este sitio.
Otra parte de la respuesta a esta pregunta radica específicamente en una de las propiedades de las células troncales: la división celular asimétrica.
En general, el ciclo de división es el medio fundamental a través del cual todos los seres vivos se propagan. La división celular es una parte muy importante del ciclo celular; en ésta, una célula inicial se divide para originar dos células idénticas. Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los organismos pluricelulares. A este tipo de división se le conoce como división celular simétrica, y en la mayor parte de los casos, es la que se observa en los laboratorios y es la que aprendemos en la escuela.
En general, el ciclo de división es el medio fundamental a través del cual todos los seres vivos se propagan. La división celular es una parte muy importante del ciclo celular; en ésta, una célula inicial se divide para originar dos células idénticas. Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los organismos pluricelulares. A este tipo de división se le conoce como división celular simétrica, y en la mayor parte de los casos, es la que se observa en los laboratorios y es la que aprendemos en la escuela.
No obstante existe un segundo tipo de división celular, la división asimétrica, por la cual una célula, al dividirse, da origen a dos células hermanas con destinos o programas de expresión genética diferentes. En este tipo de división, los rasgos por los que puede reconocerse esta asimetría son el tamaño, la morfología, el patrón de expresión genética o el número de divisiones celulares que pueden sufrir cada una de las células hijas durante un proceso de desarrollo o reparación tisular.
Una vez que a mediados de la década de los 1960's se estableció de manera definitiva la existencia de las células troncales en el sistema hematopoyético, se hizo necesario proponer la existencia de la división celular asimétrica, para explicar las propiedades de este tipo celular. A partir de su desarrollo como concepto, se sugirieron diferentes mecanismos para explicarla. El primero de ellos, formulado por el investigador inglés John Cairns en 1978, postulaba que la segregación preferencial de una de las hebras de DNA de la célula parental hacia una de las células hijas, determinaba el mantenimiento de la pluripotencialidad en la célula que heredaba dicha hebra de material genético. Posteriormente se plantearon mecanismos similares que implicaban la herencia (segregación diferencial) de modificaciones del material genético hacia una de las células hijas. Un ejemplo de los mecanismos propuestos, se basa en observaciones hechas en la bacteria Caulobácter crescentus, que aunque no es un organismo pluricelular, sufre divisiones celulares asimétricas durante su ciclo de división celular. En este caso, la división asimétrica es debida a la metilación de genes específicos en una de las células hijas.
Independientemente del mecanismo involucrado, la célula que no hereda los marcadores o las modificaciones que confieren el carácter de célula troncal, inicia el proceso de diferenciación hasta expresar el fenotipo terminal. De manera interesante, la división celular asimétrica y sus alteraciones también parecen estar invoucradas en procesos como el cáncer, de ahí la importancia de su análisis y comprensión.
Lecturas sugeridas: Hwang SY, Rose LS. (2010). Control of asymmetric cell division in early C. elegans embryogenesis: teaming-up translational repression and protein degradation. BMB Rep. 43(2):69-78.
Gönczy P. (2008). Mechanisms of asymmetric cell division: flies and worms pave the way. Nat Rev Mol Cell Biol. 9(5):355-66.
Powell AE, Shung CY, Saylor KW, Müllendorff KA, Weiss JB, Wong MH. (2010). Lessons from development: A role for asymmetric stem cell division in cancer.Stem Cell Res. 4(1):3-9.
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