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Le Cellule Staminali: Origine, Tipi e Funzioni, Appunti di Biologia Cellulare

Come dalle cellule staminali, che contengono lo stesso genoma ma hanno specializzazioni diverse, si possono ricavare molti tipi cellulari. Vengono discusse le tre fasi importanti del processo di crescita, divisione, migrazione e morte delle cellule, e il ruolo del genoma identico in tutti i tessuti pluricellulari. Il testo illustra inoltre come i tessuti del nostro corpo sono insiemi organizzati di cellule di vario tipo, come neuroni, macrofagi, linfociti e globuli bianchi, e come la stabilità di queste cellule è dovuta a un equilibrio tra produzione e perdita di cellule. Vengono inoltre presentate le cellule staminali e le cellule differenziate, e i meccanismi di controllo che assicurano che le nuove cellule si formino nella sede giusta e nella quantità opportuna.

Tipologia: Appunti

2023/2024

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STAMINALI
Dall’uovo fecondato si ricava un clone di cellule, che contengono lo stesso genoma, pur avendo una
diversa specializzazione. Grazie alla sequenza lineare di nucleotidi A,C,G,T, si possono ricavare molti
tipi cellulari. Le cellule crescono, si dividono, migrano e muoiono , stabiliscono connessioni
meccaniche e generano forze.
Il genoma è identico in tutte le cellule, guida per intero il complicato processo che genera un
organismo pluricellulare a partire da un uovo fecondato.
I TESSUTI SONO INSIEMI ORGANIZZATRI DI CELLULE DI VARIO TIPO
I tessuti del nostro corpo sono costituiti da una miriade di tipi cellulari: neuroni, macrofagi, linfociti,
globuli bianchi. Questo supporto è importanto per il mantenimento delle cellule specializzate: le
cellule contrattili nel muscolo, le cellule emopoietiche del midollo osseo.
A questa stabilità contribuiscono tre fattori importanti:
RITMO DI RINNOVAMENTO DIVERSO
La velocità di ricambio cellulare varia a seconda del tessuto.
esempio: nel tessuto nervoso, le cellule durano per tutta la vita senza essere cambiate: nell’epitelio
intestinale, le cellule cambiano ogni 3-6 giorni; quelle dell’osso possono durare circa 10 anni (la
vecchia matrice ossea viene rimossa dagli osteoclasti; la nuova viene depositata dagli osteoblasti);
nel midollo osseo si generano i globuli rossi, riversandoli nel torrente circolatorio ed eliminati dopo
120 giorni, nella milza e nel fegato. à
Ciò che accomuna, invece, tutti i tessuti è l’equilibrio tra produzione e perdita di cellule.
CELLULE STAMINALI e DIFFERENZIATE
Molte cellule specializzate sono incapaci di riprodursi, per questo motivo sono chiamate
terminalmente differenziate (ad esempio, i globuli rossi, quelle dell’epidermide, cellule assorbenti e
1. COMUNICAZIONE CELLULARE: ogni tipo di cellula specializzata controlla l’ambiente
circostante per mezzo di segnali provenienti da altre cellule, sopravvivono grazie ai segnali
sociali
2. ADESIONE SELETTIVA TRA CELLULE: le cellule possono stabilire associazioni con cellule
dello stesso tipo o con altri tipi cellulari. La selettività impedisce che in un tessuto i diversi tipi di
cellule si associno senza criterio
3. MEMORIA CELLULARE: le cellule conservano autonomamente i loro caratteri distintivi e li
trasmettono alla progenie.
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STAMINALI

Dall’uovo fecondato si ricava un clone di cellule, che contengono lo stesso genoma, pur avendo una diversa specializzazione. Grazie alla sequenza lineare di nucleotidi A,C,G,T, si possono ricavare molti tipi cellulari. Le cellule crescono, si dividono, migrano e muoiono , stabiliscono connessioni meccaniche e generano forze. Il genoma è identico in tutte le cellule, guida per intero il complicato processo che genera un organismo pluricellulare a partire da un uovo fecondato. I TESSUTI SONO INSIEMI ORGANIZZATRI DI CELLULE DI VARIO TIPO I tessuti del nostro corpo sono costituiti da una miriade di tipi cellulari: neuroni, macrofagi, linfociti, globuli bianchi. Questo supporto è importanto per il mantenimento delle cellule specializzate: le cellule contrattili nel muscolo, le cellule emopoietiche del midollo osseo. A questa stabilità contribuiscono tre fattori importanti: RITMO DI RINNOVAMENTO DIVERSO La velocità di ricambio cellulare varia a seconda del tessuto. esempio: nel tessuto nervoso, le cellule durano per tutta la vita senza essere cambiate: nell’epitelio intestinale, le cellule cambiano ogni 3-6 giorni; quelle dell’osso possono durare circa 10 anni (la vecchia matrice ossea viene rimossa dagli osteoclasti; la nuova viene depositata dagli osteoblasti); nel midollo osseo si generano i globuli rossi, riversandoli nel torrente circolatorio ed eliminati dopo 120 giorni, nella milza e nel fegato. à Ciò che accomuna, invece, tutti i tessuti è l’ equilibrio tra produzione e perdita di cellule. CELLULE STAMINALI e DIFFERENZIATE Molte cellule specializzate sono incapaci di riprodursi , per questo motivo sono chiamate terminalmente differenziate (ad esempio, i globuli rossi, quelle dell’epidermide, cellule assorbenti e

  1. COMUNICAZIONE CELLULARE: ogni tipo di cellula specializzata controlla l’ambiente circostante per mezzo di segnali provenienti da altre cellule, sopravvivono grazie ai segnali sociali
  2. ADESIONE SELETTIVA TRA CELLULE: le cellule possono stabilire associazioni con cellule dello stesso tipo o con altri tipi cellulari. La selettività impedisce che in un tessuto i diversi tipi di cellule si associno senza criterio
  3. MEMORIA CELLULARE: le cellule conservano autonomamente i loro caratteri distintivi e li trasmettono alla progenie.

calciformi del rivestimento epiteliale). Queste derivano da precursori proliferanti, che a loro volta derivano da cellule staminali. Le cellule staminali, quindi, possono imboccare la via del differenziamento o dell’essere precursori proliferanti: entrambi, però, non adempiono a nessun tipo di funzione specializzata. SEGNALI DELLE CELLULE STAMINALI Tutte le cellule staminali richiedono meccanismi di controllo capaci di assicurare che le nuove cellule si formino nella sede giusta e nella quantità opportuna. Ad esempio, nelle cellule dell’intestino, sono presenti diverse molecole segnale che appartengono alla classe delle proteine Wnt, attivando le cellule presenti nelle cripte intestinali, in cui le cellule proliferano; mentre la parte superiore dovrebbe risultare inattiva, quindi le cellule non proliferano. Di questo meccanismo, è responsabile il gene APC (poliposi adenomatosa del colon). L’IMPORTANZA DELLE CELLULE STAMINALI Le cellule staminali possono adempiere a due funzioni: ricambio continuo del tessuti normali; riparazione del tessuti danneggiati. E’ possibile ottenere in coltura delle cellule staminali embrionali , chiamate ES , ribattezzate pluripotenti, perchè possono generare un potenziale differenziativo illimitato di cellule del corpo, somatiche e germinali. Sono importanti anche per un altro motivo: studiare la funzione dei geni. Le cellule ES possono essere rimosse dall’organismo per inattivare o inserire un gene prima di essere rimpiantate nell’embrione. esempi: nei pazienti affetti da distrofia muscolare, in quelli affetti dal morbo di Parkinson, nelle persone affette da diabete I o da problemi miocardici, possono presentare delle cellule difettose, per cui è possibile trapiantare le cellule staminali; oppure, un simile approccio può essere adottato se alcune persone soffrono di leucemie umane, per cui possono sottoporsi a un trapianto di midollo osseo. Nell ’intestino tenue , le cellule staminali si trovano nel fondo della cripte , generano dei precursori proliferanti, da cui derivano delle cellule differenziate terminalmente, ad esempio le assorbenti o le secretorie, che raggiungono la sommità dei villi, muoiono e si liberano nel lume dell’intestino. L ’epidermide è caratterizzato da cellule che si trovano nello strato più profondo; le cellule in corso di differenziamento si trasferiscono verso la superficie esterna. EMOPOIESI : formazione di cellule del sangue (globuli rossi, globuli bianchi e piastrine) che derivano dalla cellula staminale emopoietica (CSE) del midollo osseo.