Cos'è la differenziazione cellulare?
La differenziazione cellulare è un processo in cui una cellula generica si sviluppa in un tipo specifico di cellula in risposta a specifici trigger del corpo o della cellula stessa. Questo è il processo che consente a uno zigote a cellula singola di svilupparsi in un organismo adulto multicellulare che può contenere centinaia di diversi tipi di cellule. Oltre ad essere fondamentale per lo sviluppo embrionale, la differenziazione cellulare svolge anche un ruolo nella funzione di molti organismi, in particolare i mammiferi complessi, per tutta la vita.
Quando una singola cellula ha la capacità di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula, è nota come totipotente. Nei mammiferi, lo zigote e l'embrione durante le prime fasi di sviluppo sono ad esempio totipotenti. Le cellule che possono differenziarsi in diversi tipi di cellule, ma non tutte, sono considerate pluripotenti. In entrambi i casi, il nucleo è lo stesso, contenente tutte le informazioni genetiche necessarie per codificare l'intero organismo, ma solo alcuni geni sono attivati.
Quando si sviluppa un embrione, la differenziazione cellulare è fondamentale, perché consente all'organismo in via di sviluppo di creare numerosi tipi cellulari diversi, dai neuroni che compongono il cervello alle cellule epidermiche che creano gli strati superiori della pelle. Una volta maturo, l'organismo avrà cellule germinali, cellule somatiche e cellule staminali adulte. Le cellule germinali sono cellule aploidi utilizzate nella riproduzione, mentre le cellule somatiche costituiscono la maggior parte delle cellule del corpo, con oltre 250 tipi di cellule conosciute nel solo corpo umano.
Le cellule staminali adulte che sono in grado di impegnarsi nella differenziazione cellulare si trovano in diverse aree del corpo. Uno dei siti più importanti per le cellule staminali adulte è il midollo osseo. Le cellule staminali nel midollo osseo hanno la capacità di svilupparsi in diversi tipi di cellule del sangue per soddisfare la domanda di nuovo sangue da parte dell'organismo. L'equilibrio delle cellule del sangue nel corpo segnala al midollo osseo di produrre più o meno un determinato tempo per mantenere le proporzioni appropriate.
Alcuni organismi sono in grado di dedifferenziare, in cui le cellule specializzate diventano più basiche. Questo processo è coinvolto nella rigenerazione degli arti negli animali che sono capaci di questa impresa, con le cellule di base che si differenziano nuovamente per costruire i tessuti, le ossa e altri tipi di cellule necessari per la sostituzione. Gli esatti processi alla base della differenziazione e della dedifferenziazione cellulare non sono completamente compresi, sebbene i ricercatori abbiano studiato ampiamente le cellule capaci di queste prodezze, poiché la meccanica di questo processo potrebbe avere implicazioni preziose per il campo medico.