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6° Naturales · Biología, Genética y Sociedad
Clonación y células madre · Células madre y clonación

Células madre: totipotencia, pluripotencia y multipotencia

Un hospital público de Buenos Aires hace un trasplante de médula ósea a una nena con leucemia: unas pocas células del donante, inyectadas en una vena, terminan fabricando toda la sangre de la paciente durante años. ¿Qué tienen esas células para lograr algo así? ¿Y por qué otras células, las del embrión de pocos días, parecen poder "hacer de todo"? En esta página lo vas a explicar con tres conceptos: totipotencia, pluripotencia y multipotencia.

Qué es una célula madre

Tu cuerpo tiene unos 200 tipos de células distintas: neuronas, glóbulos rojos, células de la piel, del hígado... Casi todas están especializadas: hacen una tarea y no pueden cambiar de oficio. Pero en algunos lugares del cuerpo y en el embrión hay células que todavía no se especializaron.

Las dos propiedades se complementan. La autorrenovación mantiene un "stock" de células madre; la diferenciación aprovecha ese stock para reponer o construir tejidos.

Una célula madre se divide: una hija sigue siendo célula madre (autorrenovación) y la otra se diferencia en una célula especializada. Célula madre Célula madre Especializada Autorrenovación (sigue siendo madre) Diferenciación (célula madura)
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Definí con tus palabras qué es una célula madre y mencioná las dos propiedades que la caracterizan: la capacidad de autorrenovarse y la capacidad de diferenciarse en…

Definí con tus palabras qué es una célula madre y mencioná las dos propiedades que la caracterizan: la capacidad de autorrenovarse y la capacidad de diferenciarse en otros tipos celulares.

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Del cigoto al blastocisto

Todo empieza con una sola célula: el cigoto, que se forma cuando un espermatozoide fecunda un óvulo (ovocito). Desde ahí, el embrión se divide muchas veces:

Estadio Qué es Cuándo (aprox.)
Cigoto Una sola célula, resultado de la fecundación Día 0
Mórula Bola maciza de unas 16 células, todas parecidas Día 3-4
Blastocisto Embrión de unas 150 células con una cavidad interna; tiene una capa externa y un grupo de células adentro Día 5-6
Tres estadios del embrión temprano: cigoto (una célula), mórula (bola maciza de células) y blastocisto (esfera hueca con masa celular interna). Cigoto 1 célula Mórula bola maciza Blastocisto cavidad + masa interna capa externa masa interna

En el blastocisto hay dos poblaciones de células: la capa externa (que formará, entre otras estructuras, la parte embrionaria de la placenta) y la masa celular interna, de donde saldrá el cuerpo del embrión.

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Ordenaron los estadios del desarrollo embrionario temprano en una hoja de la carpeta, pero quedaron mezclados: blastocisto, cigoto, mórula. Ordenalos desde el más…

Ordenaron los estadios del desarrollo embrionario temprano en una hoja de la carpeta, pero quedaron mezclados: blastocisto, cigoto, mórula. Ordenalos desde el más temprano hasta el más avanzado e indicá, en una frase, qué caracteriza a cada uno.

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Totipotencia, pluripotencia y multipotencia

No todas las células madre pueden originar lo mismo. Se las clasifica por su potencial: la variedad de tipos celulares que pueden producir.

Escalera de potencial: del cigoto totipotencial a las células pluripotenciales de la masa interna y luego a las multipotenciales de los tejidos adultos; el potencial se restringe. Totipotencial cigoto, mórula Pluripotencial masa interna Multipotencial médula ósea, etc. Todo el organismo + placenta Todos los tejidos del cuerpo, sin placenta Solo células de un tejido u órgano El potencial se va restringiendo
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Clasificá cada una de las siguientes células como totipotencial, pluripotencial o multipotencial, y justificá brevemente cada elección: a) el cigoto; b) una célula madre…

Clasificá cada una de las siguientes células como totipotencial, pluripotencial o multipotencial, y justificá brevemente cada elección:

  1. a) el cigoto;
  2. b) una célula madre hematopoyética de la médula ósea;
  3. c) una célula de la masa celular interna del blastocisto.
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Una célula madre hematopoyética puede originar glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas, pero no neuronas ni células del hígado. Explicá por qué se la considera…

Una célula madre hematopoyética puede originar glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas, pero no neuronas ni células del hígado. Explicá por qué se la considera multipotencial y no pluripotencial, y en qué se diferencia su potencial del de una célula de la masa celular interna del blastocisto.

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En un laboratorio se separan las células de una mórula de pocas células y cada una, colocada en las condiciones adecuadas, puede dar origen a un organismo completo. En…

En un laboratorio se separan las células de una mórula de pocas células y cada una, colocada en las condiciones adecuadas, puede dar origen a un organismo completo. En cambio, las células de la masa celular interna de un blastocisto ya no pueden formar la placenta. Relacioná ambas observaciones con los conceptos de totipotencia y pluripotencia.

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¿Qué cambia si el ADN es el mismo?

Un hecho clave: las células de un embrión y las de un adulto conservan, en general, el mismo ADN. Sin embargo, el potencial se restringe a lo largo del desarrollo. ¿Cómo es posible?

La respuesta está en la expresión génica diferencial: cada célula "lee" solo una parte de sus genes. A medida que el embrión se desarrolla, las señales químicas del entorno y entre células activan algunos genes y silencian otros. Una célula que ya tiene activado el programa de "neurona" produce las proteínas de una neurona y deja de poder producir las de un glóbulo rojo.

Esto se retoma en el apartado de técnicas de clonación: como el núcleo de una célula adulta conserva todo el ADN, en ciertas condiciones puede volver a programarse.

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Un grupo de investigación afirma: «A medida que avanza el desarrollo embrionario, el potencial de las células se va restringiendo, aunque todas conservan el mismo ADN».…

Un grupo de investigación afirma: «A medida que avanza el desarrollo embrionario, el potencial de las células se va restringiendo, aunque todas conservan el mismo ADN». Argumentá si esta afirmación es correcta. Para ello, recorré los estadios de cigoto, mórula, blastocisto y tejidos del organismo adulto, y explicá qué cambia en las células para que su potencial disminuya si el material genético no se modifica.

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Organizar y comparar: el cuadro de potenciales

Para estudiar, un cuadro comparativo ayuda mucho. Mirá este modelo:

Origen de la célula Potencial Puede originar
Cigoto y mórula temprana Totipotencial Un organismo completo, con placenta
Masa celular interna del blastocisto Pluripotencial Todos los tejidos del cuerpo, sin placenta
Médula ósea (hematopoyética) Multipotencial Glóbulos rojos, blancos y plaquetas
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Completá el siguiente cuadro en tu carpeta, indicando para cada estadio o tejido el tipo de potencial celular y un ejemplo de lo que las células pueden originar: |…

Completá el siguiente cuadro en tu carpeta, indicando para cada estadio o tejido el tipo de potencial celular y un ejemplo de lo que las células pueden originar:

Origen de la célula Potencial Puede originar
Cigoto
Masa celular interna del blastocisto
Médula ósea adulta
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Usos y límites: pensar con criterio

Las células madre se usan en medicina regenerativa: reparar o reemplazar tejidos dañados. El trasplante de médula ósea, que usa células madre hematopoyéticas, es un tratamiento ya establecido para ciertas leucemias y otras enfermedades de la sangre. En la Argentina, la donación y los trasplantes se coordinan por medio del Incucai.

Comparemos dos estrategias:

Multipotenciales (médula ósea del paciente) Pluripotenciales (de embriones)
Variedad de tejidos Limitada a un tejido u órgano Potencialmente todos los tejidos
Rechazo inmunológico Bajo si son del propio paciente Mayor, porque el embrión es genéticamente distinto
Cuestiones éticas Menores: se obtienen de un adulto Mayores: implican usar o destruir embriones
Practica★★★Sin empezar
Comparás dos propuestas para reparar tejido dañado: usar células madre multipotenciales obtenidas de la médula ósea del propio paciente, o usar células pluripotenciales…

Comparás dos propuestas para reparar tejido dañado: usar células madre multipotenciales obtenidas de la médula ósea del propio paciente, o usar células pluripotenciales obtenidas de embriones. Analizá ventajas y limitaciones de cada una en cuanto a la variedad de tejidos que se pueden generar, el riesgo de rechazo inmunológico y los problemas éticos asociados. Cerrá con una conclusión fundamentada sobre en qué situaciones elegirías cada una.

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Volvé al principio: las células inyectadas a la nena con leucemia eran multipotenciales hematopoyéticas. Se autorrenuevan y se diferencian en todos los tipos de células de la sangre, por eso pueden reconstruir la sangre entera aunque no puedan formar neuronas ni hígado.

Resumen

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