Si todas las células de nuestro cuerpo tienen el mismo ADN, ¿por qué no son todas la misma célula?

Parece que ya eres consciente del hecho de que cada célula de nuestro cuerpo tiene el mismo conjunto de genes. Esto se debe a que todas las células de nuestro cuerpo comienzan con un solo óvulo fertilizado.

Con pocas excepciones, todas las células del cuerpo de una persona tienen el mismo ADN y genes. A medida que las células se dividen y crecen, se expresan diferentes genes, lo que da como resultado diferentes tipos de células. Esas células luego producen una variedad de proteínas específicas para las células que forman, lo que resulta en la mayor parte de nuestra química. En general, lo mismo es cierto para toda la vida basada en células en la tierra.

Todas las células comienzan como una célula con el mismo ADN

• Todas las células comienzan como una célula, el óvulo fertilizado creado a partir del óvulo de su madre y el esperma de un padre.
• Cada uno de los cuales contiene la mitad del ADN que hace que una persona sea una persona única (a menos que tengan un gemelo idéntico).
• Esa primera célula de óvulo fertilizado “se divide” desde la concepción hasta la edad adulta en aproximadamente 37 billones de células que giran, y cada célula contiene el mismo ADN exacto (con excepciones).
• A medida que las células se dividen, expresan diferentes genes, que otorgan a muchas células funciones únicas.

Una ilustración de dónde se encuentra el ADN y destacando su ubicación dentro del núcleo en un cromosoma.

Una sola celda luego se dividió muchas, muchas veces para convertirse en los 50 billones de células que lo componen. Casi todas las células de su cuerpo comparten el mismo ADN que se encontró en esa primera célula *.

Entonces, si tienen exactamente el mismo ADN, ¿por qué los ojos y los pulmones son tan diferentes? La respuesta está en qué es el ADN y cómo funciona.

Nuestro ADN contiene toda la información necesaria para hacerte. Esta información se almacena en los más de 20,000 genes humanos que se encuentran en casi todas nuestras células.

Para obtener la información, un gen debe activarse (expresarse) y la información debe convertirse en algo útil, una proteína. Una vez hecha, esa proteína sale a la célula y realiza un conjunto de tareas específicas. Por ejemplo, la hemoglobina, una proteína que se encuentra en los glóbulos rojos, transporta el oxígeno a las células y el dióxido de carbono.

Para que una célula funcione, se deben fabricar 1000 de estas proteínas, cada una haciendo su trabajo particular. Los ojos y los pulmones son muy diferentes porque se forman diferentes conjuntos de proteínas en las diversas células oculares y pulmonares. En otras palabras, en el ojo, los genes están activados para ver y los genes “respiratorios” están desactivados. En las células pulmonares, la situación se invierte.

Los genes son como recetas de proteínas: –

Los genes son recetas que proporcionan instrucciones que nos hacen quienes somos. Determinan cómo nos vemos y ayudan a nuestro cuerpo a crecer y funcionar correctamente.

Al igual que un chef lee una receta para hacer un plato, las células leen un gen para hacer una proteína. Cada gen produce una proteína específica que realiza un trabajo específico.

Entonces, una proteína podría permitirnos distinguir el rojo del verde y otra podría ser parte del sistema para hacer latir el corazón. Y así sucesivamente para todos los 20,000 de nuestros genes. Las células necesitan producir miles de proteínas diferentes en las cantidades correctas, en el momento correcto y en el lugar correcto para que funcionen correctamente.

De nuevo, esto es como un chef. El chef debe usar las recetas correctas en las cantidades correctas en el momento adecuado para que una comida funcione. Primero los aperitivos, luego el plato principal y finalmente el postre, todo para alimentar al número correcto de personas.

Entonces, cuando todo funciona bien, cada tipo de célula solo lee los genes que necesita. De esa manera solo produce las proteínas que necesita también.

Así es como los tipos de células pueden ser tan diferentes a pesar de que tienen el mismo conjunto de genes. El conjunto de genes que tenemos tiene las instrucciones para todo sobre nosotros. Cada tipo de celda solo elige y elige las recetas que quiere usar. Como un chef

* Algunas excepciones a la regla son:

1. Los gametos (espermatozoides y óvulos) tienen solo la mitad de la cantidad de ADN
2. Las células B de nuestro sistema inmunitario tienen algo de ADN que se reorganiza para producir anticuerpos.
3. Los glóbulos rojos maduros no tienen ADN

ESPERANZA obtienes la esencia de la biología molecular

Una pregunta análoga simple es: ¿por qué tenemos diferentes colores aunque solo hay tres colores primarios?

El ADN en nuestras células codifica proteínas. Aunque todas las células en nuestros cuerpos comprenden el mismo ADN, las cantidades de las proteínas individuales codificadas por el ADN se producen en diferentes niveles en diferentes células, lo que resulta en la diversidad celular (similar a la increíble diversidad de colores producidos al mezclar los tres colores primarios )

Una pregunta más fundamental es qué gobierna las cantidades de proteínas producidas por cada tipo de célula que crea diversidad celular, un proceso llamado diferenciación. Un ejemplo simple para entender esto proviene del reino vegetal: varias partes de las plantas, cuando se incuban en las condiciones adecuadas, dan como resultado la formación de un tipo particular de célula llamada “Callo”. Este tipo de células son exclusivas del tipo de planta específico, pero son diferentes de la raíz, brote, hojas, etc. Estas células callosas cuando se exponen a un conjunto diferente de condiciones específicas pueden formar partes específicas de las plantas como la raíz, etc. Es decir, los factores ambientales (señales físicas y químicas) hacen que el cultivo de callos totalmente indiferenciado se diferencie en células vegetales específicas. Algo similar ocurre también en el reino animal: inicialmente todos somos un cigoto y luego, cuando el cigoto se divide y queda expuesto a las diferentes señales moleculares en el útero de nuestras madres, las diferentes células comienzan a desarrollar diferentes identidades: se producen diferentes proteínas en diferentes niveles y eso establece en la diferenciación del desarrollo.

En una nota filosófica, todos nacemos iguales pero nuestras experiencias acumulativas y nuestro entorno nos forman en los individuos que somos. Tal es la historia de las células y el proceso de diferenciación celular.

Espero que esto haya ayudado un poco!

Una de las maravillas del desarrollo. Primero conseguiría un buen libro sobre biología del desarrollo:

Biología del desarrollo 10e en línea

Pero para una respuesta rudimentaria, sabemos que durante el desarrollo una célula (huevo fertilizado) da lugar a todas las células con el tiempo (desarrollo). Tienen el mismo ADN pero se expresan de manera diferente dependiendo del vecindario local al que migran (ahora no pregunten POR QUÉ migran allí, pero la imagen parece dar una pista) aquí hay un gráfico de un embrión de pollo teñido que se desarrolla con el tiempo :

Del laboratorio de Tim Newmans en ASU.

Bastante genial, ¿eh? Ahora, si elimina una célula de un área, diga el área del corazón y la coloca en el área del hígado lo suficientemente temprano en el desarrollo, se convierte en la célula del hígado y viceversa. Esta es la base del “hub-ub” sobre las células madre y las células fetales: desde el principio, las células pueden convertirse en cualquier tipo, o simplemente podemos decir: encajarán en cualquier vecindario en el que terminen.

Una de las preguntas más importantes de toda la biología es qué guía esta migración (los puntos gráficos en una determinada dirección IMO), y qué es lo que induce a las células a diferenciarse en las células que son adecuadas para esa ubicación.

Para volver a su pregunta, las células, como toda la vida, son inteligentes y hacen lo que pueden para adaptarse a su entorno. Si su entorno persiste (terminan en el corazón durante el desarrollo y permanecen allí), entonces desactivan las otras funciones (no es necesario ser una célula hepática) y se “especializan” para adaptarse a su entorno. Al principio del desarrollo, durante la migración, aún no se han especializado totalmente porque no está del todo claro dónde terminarán, una vez allí y el órgano comienza a formarse, comienzan a abandonar funciones (el estado de las células madre se desvanece) y se diferencian en la celda que se ajusta al vecindario local (se especializan).

Un último punto interesante es que se está descubriendo que algunas células en ciertas circunstancias (mucho más de lo que se pensaba hace solo 10 años) pueden “des-diferenciarse” y volver a una “forma de estado de células madre” más para sanar o reparar un problema o satisfacer una nueva demanda.

¡¡Espero que ayude!! Si tienes alguna pregunta dispara! Y tal vez un experto real pesará.

Las células asumen sus roles de acuerdo con sus entornos bioquímicos. La expresión de partes cambiadas de ADN se sustituye por intervalos según la ubicación de la célula en el cuerpo en evolución, porque la ubicación de la célula regula en qué tipo de entorno químico se encuentra. Cada célula también elimina los productos desechados, por lo que El entorno químico habitado por cada célula es perjudicado por sus vecinos. Después de un tiempo, hay una clara variación entre las celdas en el interior y las celdas en el exterior. Las células en el interior no obtienen nutrientes tan rápido, y sus productos de desecho permanecen más tiempo. Este entorno cambiante activa parte del ADN en algunas de las células para hacer que se diferencien en tipos que eventualmente se convertirán en parte del sistema circulatorio, que luego podrá suministrar nutrientes y eliminar los desechos de todas las células.

Su premisa de que todas nuestras células tienen el mismo ADN es realmente defectuosa. Algunas células perfectamente viables no tienen ADN en absoluto y otras, particularmente en el cerebro tienen variantes.

Sin embargo, para abordar el problema principal: ya hay bastantes buenas respuestas aquí. Una señal de que el ingenuo mito del gen todopoderoso finalmente está comenzando a ser descartado por la comunidad científica, si no del ámbito público.

El paradigma ahora obsoleto que se propagó en los años setenta en la epidemia de “fiebre genética” que se produjo a raíz de la dilucidación de la estructura del ADN. Una gran simplificación excesiva que lamentablemente es aceptada acríticamente por incluso algunos que trabajan en el campo hoy también.

El aspecto crucial que se pasa por alto regularmente es que el “encendido” o “apagado” de un gen es una función de la célula y no directamente atribuible al genoma mismo.

La noción muy común de que “el ADN crea el organismo” es muy errónea. Las implicaciones de este tipo pueden ayudar fácilmente a propagar el mito de que la morfogénesis y los cambios estructurales y de comportamiento son impulsados ​​por el gen (o grupo de genes) más que por la presión de selección, una función de la red evolutiva general.

Es importante tener en cuenta que el genoma es simplemente una biblioteca bastante pequeña de recetas de proteínas. Es completamente pasivo. Es activamente manipulado, mantenido y accedido por ARN y otra maquinaria celular.

Maquinaria que se hereda directamente, completa con ARN, orgánulos, el transcriptoma y todas las demás estructuras necesarias para su funcionamiento . Sin mencionar la membrana celular, para la cual los genes ni siquiera codifican. Todo como resultado de la división celular. El ADN es simplemente una biblioteca de referencia bastante pequeña a la que se accede para obtener instrucciones para la fabricación de “piezas de repuesto”.

En mis escritos, utilizo la analogía de un piano para representar el ADN. El piano en sí es completamente pasivo, como lo es el ADN. Pero un pianista puede producir innumerables variaciones musicales al usar esta serie pasiva de cuerdas.

En biología, el pianista corresponde a la maquinaria de la célula junto con las entradas de su entorno. Algunos de los cuales controlan la diferenciación.

Después de todo, la evolución biológica es una función de red y, dentro de esta red, la célula , no el gen, se considera mejor como la unidad primaria de herencia.

El modelo de red de herencia y morfogénesis se explora más a fondo en mi último libro “ The Intricacy Generator: Pushing Chemistry and Geometry Uphill” , un libro en rústica ilustrado de 336 páginas ahora disponible en Amazon, etc.

También de gran relevancia para este tema es el excelente ” The Way of The Cell ” de Franklin M. Howard. Un “debe leer”. Para cualquier persona interesada en tales asuntos

Los otros encuestados han hecho un buen trabajo al explicar las principales causas de que las células sean diferentes, pero quiero señalar algo sobre el ADN en las células. El dogma de que “cada célula del cuerpo de una persona contiene una copia idéntica del genoma” no es cierto. Es cierto que siempre las celdas contienen una copia casi idéntica. Existen varios mecanismos que conducen a cambios pequeños (y a veces grandes) en la información genética que significan que es poco probable que dos células de su cuerpo tengan genomas idénticos. En este momento se desconoce en qué medida estos cambios son importantes en la función de las células. Se sabe que en ciertos tipos de células, como las células B (que participan en la inmunidad adquirida), los cambios en el ADN son esenciales para la diferenciación de la función.

Incluso se desconoce en gran medida hasta qué punto las células difieren en sus genomas. Para ciertos tipos de ADN, conocemos la tasa aproximada de ciertos tipos de cambios (por ejemplo, los “errores ortográficos” durante la copia de las partes “fáciles” del genoma son bastante raros (como un error por cien millones de bases o uno en uno mil millones de bases). Pero hay otros modos por los cuales el ADN puede cambiar que son mucho más comunes. Por ejemplo, la molécula puede perder la noción de dónde está al copiar una secuencia como “CGGCGGCGGCGG”, y sin duda existen mecanismos para el cambio de ADN que los científicos aún no lo han descubierto. De hecho, hay grandes secciones del genoma humano que permanecen sin explorar, como los centrómeros y otras regiones heterocromáticas. La comunidad ni siquiera ha acordado cómo describir el grado de diferencias entre células o entre personas en estas regiones, porque nunca antes se habían reunido en un mapa genómico.

Esto es muy similar a una respuesta que di hace varios meses: la respuesta de Eric Vene a ¿Cómo produce el ADN organismos multicelulares?

Las respuestas aquí son buenas porque tiene que ver con la expresión génica. Hay proteínas llamadas factores de transcripción que pueden regular si un gen en particular está activado o desactivado. Las células pueden responder y generar señales a las que responden los factores de transcripción. Estas señales pueden dar a la célula una sensación de conciencia espacial, por lo que ‘sabe’ dónde está en relación con el resto de las células del cuerpo. Al principio del desarrollo, se altera la expresión génica de las células madre y una célula producirá diferentes proteínas para convertirse en un determinado tipo de célula. Tras la diferenciación, ciertos genes se desactivarán permanentemente.

La biología del desarrollo es el campo que estudia por qué las células son diferentes y cómo ocurren esos cambios. Si está interesado en obtener más información, hay un libro de texto gratuito disponible en NCBI, cortesía del gobierno de los EE. UU.

Una célula se define no solo por el ADN que contiene, sino por todas las moléculas que están presentes. El ADN representa solo una pequeña fracción de la información contenida en una célula; el resto es transportado por los ARN y las proteínas que realmente hacen algo para dar a una célula su función e identidad. Por lo tanto, al controlar qué proteínas y qué ARN están presentes, una célula determina qué es.

La información contenida en el ADN se utiliza para producir ARN mediante el proceso de transcripción, y el ARN se utiliza para producir proteínas mediante el proceso de traducción. Cada uno de estos procesos ofrece una oportunidad para que una célula controle tanto lo que produce como cuánto gana tanto en espacio como en tiempo.

La clave de este proceso son las proteínas y los ARN que son capaces de reconocer otras moléculas dentro de la célula. Por ejemplo, al menos el 10% de los genes en el genoma humano codifican proteínas que reconocen y se asocian con secuencias de ADN específicas. Las proteínas “encuentran” secuencias específicas y les traen maquinaria molecular (como la ARN polimerasa, el complejo de proteínas que utiliza el ADN como plantilla para producir ARN). Esto permite que la célula active o desactive genes específicos en respuesta a las condiciones ambientales.

Cada paso de la tubería desde el ADN al ARN a la proteína puede controlarse específicamente de esta manera. Así como hay proteínas y ARN que reconocen secuencias de ADN específicas, también hay proteínas y ARN que reconocen secuencias de ARN específicas y estructuras de proteínas. Cada una de estas biomoléculas que “habla” acerca de otras biomoléculas funciona de manera similar: una parte de la molécula toca la molécula a ser influenciada, mientras que otra toca la maquinaria que influirá en ella.

Por lo tanto, la identidad de una célula es una consecuencia directa de lo que contiene, y cada célula hereda una parte sustancial de su contenido de su célula “madre”. Puede rastrear el linaje de todas las células de una persona individual hasta su primera célula: el cigoto recién fertilizado. Esta célula está cargada de proteínas y ARN suministrados por la madre que determinan el programa de expresión génica durante la embriogénesis. En los humanos, esta célula sufre una serie de divisiones celulares que producen células idénticas. No es hasta que el embrión se implanta en la pared uterina y la simetría se rompe por las señales posicionales que las células se vuelven diferentes entre sí.

La simetría que se rompe por señales ambientales durante la embriogénesis es lo que hace que las células que transportan el mismo ADN se diferencien entre sí, y la mayoría de las especies rompen esa simetría en la fertilización o incluso antes. Esto inicia una cascada de expresión génica compartimentada que finalmente da lugar a un organismo multicelular funcional.

En realidad, no tienes el “mismo” ADN en todas las células de tu cuerpo. Durante la diferenciación celular pueden producirse modificaciones en las moléculas de ADN, siendo procesadas o modificadas químicamente, que lo comprometen con un linaje específico, por ejemplo, teniendo un genoma diferente. Pero no solo las modificaciones en el ADN en sí pueden alterar el fenotipo de una célula, también hay evidencias de que otras moléculas asociadas con el ADN pueden modificarse para cambiar la transcripción del ADN. y eventos de expresión génica.

Todos le han dado excelentes respuestas técnicas, por lo que no las repetiré.

Pero su pregunta es similar a preguntar por qué una planta de uva no produce una uva grande en lugar de muchas uvas más pequeñas. ¿Por qué no hay una sola estrella en lugar de miles de millones de estrellas? ¿Una manzana grande en un árbol en lugar de muchas manzanas más pequeñas? La lista es interminable.

La respuesta es simple. Es porque así son las cosas y se han desarrollado durante millones de años.

Quizás en otro universo hay plantas de uva gigantes, o humanos unicelulares, pero no aquí.

La respuesta está en qué es el ADN y cómo funciona. Aunque el ADN es el mismo en cada célula, se han “alterado” agregando ciertas moléculas (“banderas”) en ciertas regiones. Esto se llama epigenética. Otro video interesante sobre el ADN.

Especialización / diferenciación celular. Los genes pueden ser “activados / desactivados” en diferentes células para que el cuerpo pueda tener un conjunto diferente de células, lo mejor para una determinada función. Básicamente es para maximizar la eficiencia de una manera.

Esta pregunta está redactada de manera diferente pero pregunta lo mismo que si todas las células somáticas tienen exactamente las mismas secuencias de ADN, ¿por qué las células del páncreas difieren en apariencia y función de las células de la piel?

¡Las respuestas dadas a esa pregunta tienen muchas “fuentes que las respaldan”!

Porque no expresan los mismos genes y producen las mismas proteínas. Las diferentes proteínas y su diferente estructura y función marcan la diferencia. Entonces todos contienen la misma información pero usan diferentes partes

Aunque el ADN de todas las células es el mismo, tienen genes diferentes. Por lo tanto, sus funciones son diferentes. Las proteínas se elaboran según las bases presentes en el ADN y el ARN, formando así diferentes enzimas y regulando las diferentes funciones del cuerpo según las necesidades.

El ADN es una programación maestra con código ATGC y se encuentra en los cromosomas … la primera célula que existe en el útero de la madre que es la célula madre (las 200 células provienen de la célula madre) que tiene ADN … ahora creo que la programación maestra está en la primera célula. Por lo tanto, la copia del ADN se encuentra en las 200 clases de células, como las neuronas, las células de ratina, etc.

La razón simple es que todos tienen trabajos diferentes. Fueron ‘etiquetados’ durante la salvia fetal y ahora tienen órdenes directas de marcha. Esto es lo que las células madre pluripotentes son tan valiosas … pueden etiquetarse para cualquier uso y convertirse en células cardíacas o células de la columna vertebral o células de la piel.

Debido a que diferentes genes se activan en diferentes células para hacer que realicen diferentes tareas.
http://genetics.thetech.org/ask/ …