Célula somática

En biología celular , una célula somática ( del griego antiguo σῶμα (sôma) ' cuerpo ' ), o célula vegetal , es cualquier célula biológica que forma el cuerpo de un organismo multicelular, excepto un gameto , una célula germinal , un gametocito o una célula madre indiferenciada . ^{[ 1 ]} Las células somáticas componen el cuerpo de un organismo y se dividen por mitosis . 

En cambio, los gametos se originan por meiosis dentro de las células germinales de la línea germinal y se fusionan durante la reproducción sexual . Las células madre también pueden dividirse por mitosis , pero se diferencian de las somáticas en que se dividen en diversos tipos celulares especializados.

En los mamíferos , las células somáticas componen todos los órganos internos, la piel, los huesos, la sangre y el tejido conectivo , mientras que las células germinales dan origen a los espermatozoides y los óvulos , que se fusionan durante la fecundación para producir una célula llamada cigoto , la cual se divide y diferencia en las células de un embrión . Existen aproximadamente 220 tipos de células somáticas en el cuerpo humano. ^{[ 1 ]}

Teóricamente, estas células no son células germinales (la fuente de los gametos); transmiten sus mutaciones a sus descendientes celulares (si los tienen), pero no a los descendientes del organismo. Sin embargo, en las esponjas , las células somáticas no diferenciadas forman la línea germinal y, en los cnidarios , las células somáticas diferenciadas son la fuente de la línea germinal. La división celular mitótica solo se observa en células somáticas diploides . Solo algunas células, como las células germinales, participan en la reproducción. ^{[ 2 ]}

Como se teorizó que la multicelularidad evolucionó muchas veces, ^{[ 3 ]} también lo hicieron las células somáticas estériles. La evolución de una línea germinal inmortal que produce células somáticas especializadas implicó la aparición de la mortalidad y puede verse en su versión más simple en las algas volvocinas . ^{[ 4 ]} Aquellas especies con una separación entre células somáticas estériles y una línea germinal se denominan weismannistas . El desarrollo weismannista es relativamente raro (p. ej., vertebrados , artrópodos , Volvox ), ya que muchas especies tienen la capacidad de embriogénesis somática (p. ej., plantas terrestres , la mayoría de las algas y numerosos invertebrados ). ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Al igual que todas las células, las células somáticas contienen ADN organizado en cromosomas . Si una célula somática contiene cromosomas dispuestos en pares, se denomina diploide y el organismo se denomina organismo diploide. Los gametos de los organismos diploides contienen solo cromosomas individuales no apareados y se denominan haploides . Cada par de cromosomas comprende un cromosoma heredado del padre y otro heredado de la madre. En los seres humanos, las células somáticas contienen 46 cromosomas organizados en 23 pares. Por el contrario, los gametos de los organismos diploides contienen solo la mitad de cromosomas. En los seres humanos, esto equivale a 23 cromosomas no apareados. Cuando dos gametos (es decir, un espermatozoide y un óvulo) se encuentran durante la concepción, se fusionan, creando un cigoto . Debido a la fusión de los dos gametos, un cigoto humano contiene 46 cromosomas (es decir, 23 pares).

Un gran número de especies tienen los cromosomas de sus células somáticas dispuestos en grupos de cuatro (" tetraploides ") o incluso de seis (" hexaploides "). Por lo tanto, pueden tener células germinales diploides o incluso triploides. Un ejemplo de esto es la especie cultivada moderna de trigo , Triticum aestivum L. , una especie hexaploide cuyas células somáticas contienen seis copias de cada cromátida .

La frecuencia de mutaciones espontáneas es significativamente menor en las células germinales masculinas avanzadas que en los tipos de células somáticas del mismo individuo. ^{[ 7 ]} Las células germinales femeninas también muestran una frecuencia de mutación menor que la de las células somáticas correspondientes y similar a la de las células germinales masculinas. ^{[ 8 ]} Estos hallazgos parecen reflejar la utilización de mecanismos más eficaces para limitar la aparición inicial de mutaciones espontáneas en las células germinales que en las células somáticas. Es probable que dichos mecanismos incluyan niveles elevados de enzimas de reparación del ADN que mitigan la mayoría de los daños potencialmente mutagénicos en el ADN . ^{[ 8 ]}

En los últimos años, se ha desarrollado la técnica de clonación de organismos completos en mamíferos, lo que permite producir clones genéticos casi idénticos de un animal. Un método para lograrlo se denomina " transferencia nuclear de células somáticas " y consiste en extraer el núcleo de una célula somática, generalmente una célula de la piel. Este núcleo contiene toda la información genética necesaria para producir el organismo del que se extrajo. Este núcleo se inyecta en un óvulo de la misma especie al que se le ha extraído su propio material genético. ^{[ 9 ]} El óvulo ya no necesita ser fertilizado, porque contiene la cantidad correcta de material genético (un número diploide de cromosomas ). En teoría, el óvulo puede implantarse en el útero de un animal de la misma especie y dejarse desarrollar. El animal resultante será un clon genéticamente casi idéntico al animal del que se extrajo el núcleo. La única diferencia radica en el ADN mitocondrial que se conserva en el óvulo, que es diferente del de la célula que donó el núcleo. En la práctica, esta técnica ha sido problemática hasta ahora, aunque ha habido algunos éxitos de gran repercusión, como Dolly la oveja (5 de julio de 1996 - 14 de febrero de 2003) ^{[ 10 ]} y, más recientemente, Snuppy (24 de abril de 2005 - mayo de 2015), el primer perro clonado . ^{[ 11 ]}

También se han recolectado células somáticas en la práctica de los biobancos. La crioconservación de recursos genéticos animales es un medio para conservar el material genético animal en respuesta a la disminución de la biodiversidad ecológica. ^{[ 12 ]} A medida que disminuyen las poblaciones de organismos, también lo hace su diversidad genética. Esto pone en riesgo la supervivencia a largo plazo de las especies. Los biobancos tienen como objetivo preservar células biológicamente viables mediante el almacenamiento a largo plazo para su uso posterior. Se han almacenado células somáticas con la esperanza de que puedan ser reprogramadas en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que luego pueden diferenciarse en células reproductivas viables. ^{[ 13 ]}

El desarrollo de la biotecnología ha permitido la manipulación genética de células somáticas, ya sea para el modelado de enfermedades crónicas o para la prevención de afecciones. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Dos métodos actuales de edición genética son el uso de nucleasas efectoras tipo activador de la transcripción (TALEN) o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y espaciadas regularmente (CRISPR).

La ingeniería genética de células somáticas ha generado algunas controversias , ^{[ 16 ]} aunque la Cumbre Internacional sobre Edición Genética Humana ha emitido una declaración en apoyo de la modificación genética de células somáticas, ya que dichas modificaciones no se transmiten a la descendencia. ^{[ 17 ]}

En los mamíferos, un alto nivel de reparación y mantenimiento del ADN celular parece ser beneficioso en las primeras etapas de la vida. Sin embargo, algunos tipos de células, como las del cerebro y el músculo, experimentan una transición de la división celular mitótica a una condición postmitótica (sin división) durante el desarrollo temprano, y esta transición se acompaña de una reducción en la capacidad de reparación del ADN . ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} Esta reducción puede ser una adaptación evolutiva que permite la desviación de los recursos celulares que antes se utilizaban para la reparación del ADN, así como para la replicación del ADN y la división celular , hacia funciones neuronales y musculares de mayor prioridad. Un efecto de estas reducciones es permitir una mayor acumulación de daño en el ADN, lo que probablemente contribuye al envejecimiento celular.

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