Lo más probable es que, en este punto de sus cursos, esté muy familiarizado con la estructura de las células eucariotas, y si no, aquí está una cartilla fantástica para ti.
Sin embargo, lo que puede haber notado es que la mayoría de los diagramas de estructura celular parecen bastante básicos. Tienes tus células animales circulares, tus células vegetales más angulares y todos los orgánulos dentro del membrana celular.
Bueno, no es sorprendente que esos diagramas, ¡aunque sean precisos! - no cuentes toda la historia. La verdad es que las células vienen en diferentes formas y tamaños. Y, especialmente en organismos multicelulares como animales y plantas, las células pueden verse (y actuar) drásticamente diferentes entre sí.
Tiene sentido, ¿verdad? No esperaría que las células que forman el pétalo de una flor, por ejemplo, se vean y actúen de la misma manera que las células que forman las raíces de la planta. De manera similar, las células de la piel, por ejemplo, se verían drásticamente diferentes a, digamos, las células del hígado, porque esas dos células tienen funciones muy diferentes en el cuerpo humano.
Ahí es donde especialización celular viene en. La especialización celular permite que nuevas células se desarrollen en una variedad de tejidos diferentes, todos los cuales trabajan juntos para hacer que los organismos vivos funcionen como un todo.
El proceso de especialización celular - exactamente cómo las células se desarrollan en sus diversas formas - es complejo. Hay cientos de tipos de células específicas en el cuerpo que surgen de las células de tipo muy básicas y generales llamadas células madre.
Células madre y tipos de células especializadas
Todas las células especializadas del cuerpo provienen del mismo tejido de origen: el grupo de Células madre que componen las primeras etapas de un embrión. Las células madre son un tipo de célula único porque, si bien son células inmaduras sin ninguna especialización, pueden siga un "plan" de desarrollo para convertirse en los miles de tipos de células únicos que se encuentran en todo su cuerpo.
Existen diferentes tipos de células madre, separadas por la cantidad de tejidos en los que pueden desarrollarse. Las células madre que se encuentran en un embrión, por ejemplo, pueden convertirse en alguna tipo de tejido, que es la forma en que se pasa de una sola célula madre a un bebé humano completamente formado.
Las células madre adultas, como las células madre que se encuentran en la médula ósea, solo pueden convertirse en un puñado de tipos de células maduras. Pero la conclusión es que todas Las células madre son células "precursoras" no especializadas que pueden convertirse en al menos un tipo de célula madura.
Cómo las células madre se convierten en tejidos especializados
Las células madre se convierten en tejidos maduros a través de un proceso llamado diferenciación. Para comprender cómo funciona la diferenciación, piense en el conceptos de comunicación celular que aprendiste en tus clases de biología.
La comunicación celular funciona en tres etapas. A recepción fase, en la que receptores especiales en la superficie de la célula reciben algún tipo de señal del entorno; a transducción fase, que transmite ese mensaje desde la superficie de la celda al interior de la celda; y un respuesta fase, donde la célula cambia su comportamiento en función de esa señal.
Entonces, ¿cómo funciona eso en la diferenciación celular? Bueno, digamos que su cuerpo necesita más glóbulos rojos. Envía una señal a las células madre sanguíneas de que necesita más glóbulos rojos. Esta señal es recibió en la superficie de la celda.
La célula madre transmite (o transduce) ese mensaje al núcleo, para que la célula sepa que su cuerpo necesita más glóbulos rojos. Entonces las células madre responder activando los genes que lo ayudarán a convertirse en un glóbulo rojo, y voilà - la célula se convierte en un glóbulo rojo.
¿Qué tipo de tejidos especializados hay en el cuerpo?
Si bien los científicos saben que el cuerpo humano contiene billones de células, la cantidad exacta de tipos de células que componen el cuerpo sigue siendo un campo de estudio activo. La estimación más reciente señala que hay al menos 200 tipos de células únicos en el cuerpo humano, al menos en función de la apariencia. Sin embargo, algunos científicos piensan que la estimación es baja y todavía se descubren nuevos tipos de células con regularidad.
¿La línea de fondo? Estás viendo cientos de diferentes vías de especialización celular que pueden tomar tus células madre.
Sin embargo, todas las células humanas pertenecen a una de cuatro categorías generales:
- Tejido epitelial: Las células epiteliales recubren sus tejidos y son importantes para proteger los tejidos subyacentes y ayudar con la absorción. Encontrarás tejidos epiteliales en tu piel, tejido glandular y más.
- Tejido conectivo: El tejido conectivo, bueno, conecta y asegura sus tejidos. Proporciona soporte estructural a su cuerpo. Este tipo de tejido incluye huesos, cartílagos, tendones, ligamentos y fascia.
- Tejido nervioso: Su sistema nervioso ayuda a transmitir información por todo su cuerpo. Está compuesto por su sistema nervioso central (o SNC), que incluye su cerebro y médula espinal, y su sistema nervioso periférico (SNP), que incluye los nervios del resto de su cuerpo.
- Tejido muscular: Este tipo es probablemente el más fácil de imaginar: ¡ya sabes qué son los músculos! Pero también encontrará tipos especiales de células musculares en sus vasos sanguíneos, así como en su corazón.
Todos los 200 (o más) tipos de células que componen el cuerpo humano se encuentran en uno de esos cuatro tipos de tejido, mucho más manejable de aprender que memorizar cientos de tipos de células, ¿verdad?
Ahora, revisemos algunos de los tipos de células especiales que probablemente encontrará en sus clases de biología, los que necesitará conocer un poco más en profundidad.
Glóbulos especializados
Tu sistema circulatorio es uno de los que es más probable que cubras en la clase de biología, ¡así que ahora es el momento de conocerlo! Su sistema circulatorio se compone de una serie de vasos sanguineos - arterias, venas y capilares - así como algunos tipos de células sanguíneas especializadas:
- las células rojas de la sangre: Estas células rojas en forma de disco son las responsables de transportar oxígeno por todo el cuerpo. Contienen hemoglobina, una proteína especial que puede unirse al oxígeno del aire que respira y luego liberarlo a los tejidos que lo necesitan.
- células blancas de la sangre: ¿Necesita ayuda para combatir un resfriado o una gripe? ¡Sus glóbulos blancos están ahí para ayudarlo! Los glóbulos blancos constituyen un componente clave de su sistema inmunológico. Ayudan a su cuerpo a identificar patógenos peligrosos y los destruyen para evitar que se enferme demasiado.
- Plaquetas: Las plaquetas, el tipo de célula más pequeño dentro de la sangre, juegan un papel clave en la formación de coágulos sanguíneos. Una vez que las plaquetas detectan daño o tejido desgarrado, comienzan a agruparse, formando un coágulo de sangre para ralentizar o detener el sangrado.
Su cuerpo produce constantemente células sanguíneas frescas para reemplazar las más viejas o dañadas. Y todas sus células sanguíneas "nacen" dentro de su médula ósea, a partir de una población de células madre que se especializan en crear células sanguíneas.
Células nerviosas especializadas
También es probable que se encuentre con las células del sistema nervioso En tu cuerpo. Pero no se preocupe, si bien el cerebro puede parecer complicado, es probable que aprender sobre sus nervios sea más fácil de lo que cree.
Por un lado, solo hay dos clasificaciones principales de células nerviosas: neuronas y glía.
Neuronas son nervios, las células que probablemente estás imaginando cuando piensas en tu sistema nervioso. Transmiten información para controlar todo el "pensamiento" en su cerebro y también controlan el movimiento muscular y otras funciones básicas del cuerpo.
Además, los nervios de todo el cuerpo envían señales a la médula espinal y al cerebro. Los nervios sensibles al dolor, por ejemplo, le dicen a tu cerebro cuando estás herido, para que puedas evitar lo que sea que te haya causado el dolor.
Glia son las células de apoyo que ayudan a que sus nervios funcionen correctamente. Hay algunas importantes tipos de glía, y todos juegan un papel en ayudar a que su cerebro, médula espinal y otros nervios se comuniquen de manera eficiente. Algunas células gliales producen mielina, una sustancia cerosa que "aísla" sus neuronas para una mejor comunicación.
Otros actúan como células inmunes del cerebro, ayudando a combatir infecciones que de otra manera dañarían sus nervios. Y otros ayudan a mantener sus neuronas abastecidas de nutrientes para que su sistema nervioso tenga la energía para funcionar correctamente.
Células musculares especializadas
El tercer tipo de células principales que probablemente estudiará son las células musculares. Y, afortunadamente, los tres tipos de células musculares son fáciles de aprender.
Primero, tienes células del músculo esquelético - las células que forman prácticamente todos los músculos de su cuerpo. El músculo esquelético es el tipo de músculo que, sorpresa, está anclado a su esqueleto.
Se contrae para mover tus huesos. Entonces, digamos, cuando contraes tu bíceps, doblarás tu codo. Las células del músculo esquelético son, en parte, controladas voluntariamente por su cerebro. Eso significa que puede decidir mover la pierna, por ejemplo, y su cerebro enviará una señal que se corresponda con ese movimiento.
A continuación, tienes células del músculo cardíaco. Estas son las células que forman su corazón y se contraen para bombear sangre a través de su cuerpo. La contracción de las células del músculo cardíaco es no controlado voluntariamente; en cambio, su cuerpo mantiene un ritmo cardíaco constante sin que usted tenga que pensar en ello.
Finalmente, hay células del músculo liso. El músculo liso forma el revestimiento de ciertos vasos sanguíneos, así como algunos órganos, como el estómago. El músculo liso es importante para ayudar a que sus órganos se muevan. Por ejemplo, la contracción del músculo liso ayuda a mover los alimentos a través de su tracto digestivo para permitir una digestión adecuada.
Al igual que el músculo cardíaco, la contracción del músculo liso no se controla de forma voluntaria. Entonces, por ejemplo, no necesita pensar en mover la comida desde su estómago a sus intestinos porque su cuerpo lo hace por usted.
Conclusión: especialización celular
Aquí está la esencia de lo que necesita saber sobre la especialización celular:
- Las células se desarrollan desde células madre inmaduras hasta células maduras altamente funcionales mediante un proceso llamado diferenciación.
- La diferenciación permite que las células en desarrollo adopten estructuras únicas y permite que la célula lleve a cabo funciones especializadas.
- El proceso de diferenciación se desencadena por señales del entorno y da como resultado cambios en la expresion genica que guían el desarrollo de la célula.
- La diferenciación permite que las células se desarrollen cuatro tipos principales de tejidos: tejido epitelial, tejido nervioso, tejido conectivo y tejido muscular.
- Hay por lo menos 200 tipos de células diferentes en el cuerpo humano. Algunas de las que necesitará conocer mejor son las células sanguíneas especializadas, las células nerviosas especializadas y las células musculares especializadas.