LOS CAMBIOS BIOLOGICOS MAS EVIDENTES EN EL PROCESO DE DIFERENCIACION CELULAR





LOS CAMBIOS BIOLOGICOS MAS EVIDENTES EN EL PROCESO DE DIFERENCIACION CELULAR

(especial para SIIC © Derechos reservados)
El artículo analiza los principales elementos biológicos subcelulares y moleculares que suceden en el proceso de diferenciación celular, particularmente la programación y reprogramación genómica, epigenómica y proteómica, que conducen al fenotipo celular en la pruripotencialidad y unipotencialidad, la división celular asimétrica y la regulación selectiva genética y epigenética de la transcripción génica.
Autor:
Victor Manuel Valdespino Gomez
Columnista Experto de SIIC

Institución:
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA-CD. DE MEXICO


Artículos publicados por Victor Manuel Valdespino Gomez
Coautores
Patricia Margarita Valdespino Castillo* Víctor Edmundo Valdespino Castillo** 
Biólogo, Universidad Nacional Autónoma de México, México DF, México*
Médico, INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL, Campeche, México**
Recepción del artículo
14 de Agosto, 2014
Aprobación
12 de Mayo, 2015
Primera edición
29 de Julio, 2015
Segunda edición, ampliada y corregida
7 de Junio, 2021

Resumen
La diferenciación celular es un proceso biológico complejo. Para facilitar su entendimiento, los investigadores han empleado dos modelos biológicos principales, el del desarrollo embrionario y el de la inducción in vitro de células madre (stem) pluripotentes a partir de células somáticas. Los elementos biológicos más sobresalientes del proceso de diferenciación celular corresponden a la programación/reprogramación del fenotipo celular, la división celular asimétrica y la regulación genética/epigenética selectiva de la transcripción génica. Diferentes factores moleculares inician y conducen la programación/reprogramación del destino celular por medio de la modulación de patrones específicos genómicos y epigenómicos, que regulan la expresión de genes activadores/represores de los principales procesos celulares fundamentales y especializados. Uno de los procesos fundamentales más importantes es la división celular asimétrica, esencial para la generación de los diversos tipos celulares durante el desarrollo embrionario y para el mantenimiento de la homeostasis tisular. En los últimos años, se ha logrado el entendimiento progresivo del proceso de diferenciación celular gracias a la identificación de las biomarcas epigenéticas relacionadas con la regulación de la expresión génica.

Palabras clave
diferenciación celular, programación/reprogramación del fenotipo celular


Artículo completo

(castellano)
Extensión:  +/-9.63 páginas impresas en papel A4
Exclusivo para suscriptores/assinantes

Abstract
Cellular differentiation is a complex biological process. To contribute to its understanding, two leading biological models have been used, the embryonic development and the in vitro induced pluripotent stem cells, generated from somatic cells.
The main biological elements of the cellular differentiation process are the cellular phenotype programming/reprogramming, the asymmetric cell division and the genetic/epigenetic selective regulation of the gene transcription.
Different molecular agents initiate and drive programming and reprogramming of the cellular fate through modifying genomics and epigenomics specific patterns that regulate the expression of activators and repressors genes involved in basic and specialized cellular processes. Asymmetric cell division is one of the most relevant of these basic processes, which is key for the generation of different cell types during the embryonic development , and for the maintenance of tissue homeostasis.
In recent years, the progressive understanding of the cellular differentiation process has been achieved owing to the identification of epigenetic biomarkers related to the regulation of gene expression.

Key words
cellular differentiation, programming/reprogramming cellular phenotype


Clasificación en siicsalud
Artículos originales > Expertos de Iberoamérica >
página   www.siicsalud.com/des/expertocompleto.php/

Especialidades
Principal: Bioquímica, Endocrinología y Metabolismo
Relacionadas: Anatomía Patológica, Genética Humana, Oncología



Comprar este artículo
Extensión: 9.63 páginas impresas en papel A4

file05.gif (1491 bytes) Artículos seleccionados para su compra



Enviar correspondencia a:
Victor Manuel V Victor, Universidad Autónoma Metropolitana, 04960, 1110, Ciudad de México, México
Bibliografía del artículo
1. Lodi D, Iannitti T, Palmieri B. Stem cells in clinical practice: applications and warnings. J Exp Clin Cancer Res 30:9, 2011.

2. Mali P, Cheng L. Human cell engineering: cellular reprogramming and genome editing. Stem Cells 30:75-81 2012.

3. Hanna J, Carey BW, Jaenisch R. Reprogramming of somatic cell identy. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 73:147-155, 2008.

4. Abollo-Jimenez F, Jimenez R, Cobaleda C. Physiological cellular reprogramming and cancer. Sem Cancer Biol 20:98-106, 2010.

5. Vicente-Dueñas C, Gutierrez de Diego J, Rodriguez FD, Jimenez R, Cobaleda C. The role of cellular plasticity in cancer development. Curr Med Chem 16:3676-3685, 2009.

6. Castellanos A, Vicente-Dueñas C, Campos-Sanchez E, Cruz JJ, Garcia-Criado J, Garcia-Cenador MB, et al. Cancer as a reprogramming-like disease: implications in tumor development and treattment. Sem Cancer Biol 20:93-97, 2010.

7. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 125:663-676, 2006.

8. Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblast by defined factors. Cell 131:861-872, 2007.

9. Dewi D, Ishii H, Haraguchi N, Nishikawa S, Kano Y, Fukusumi T, et al. Reprogramming of gastrointestinal cancer cells. Cancer Sci doi:10.111/j.1349-7006.2011, 2012.

10. Maherali N, Hochedlinger K. Guidelines and techniques for the generation of the generation of induced pluripotent stem cells. Cell Stem Cell 3:595-605, 2008.

11. Polo JM, Figueroa ME, Kulalert W, Eminli S, Tan KY, Apostolou E, et al. Cell type of origin influences the molecular and functional properties of mouse induced pluripotent stem cells. Nat Biotechnol 28:848-855, 2010.

12. Vogel G. New technique RiPS open stem cell field. Science 330:162, 2010.

13. Boue S, Paramonov I, Barrero MJ, Izpisua BJC. Analysis of human and mouse reprogramming of somatic cells to induced pruripotent stem cells. What is in the plate? PLosOne 5(9):e12664, 2010.

14. Li H, Collado M, Villasante A, Strati K, Ortega S,Cañamero M, et al. The Ink4/Arf locus is a barrier for IPS cell reprogramming. Nature 460:1136-1139, 2009.

15. Xie H, Ye M, Feng R, Graf T. Stepwise reprogramming of B cells into macrophages. Cell 117:663-76, 2004.

16. Ralston A, Rossant J. The genetics of induced pluripotency. Reproduction 139:35-44, 2010.

17. Surani MA, Hayashi K, Hajkova P. Genetic and eepigenetic regulators of pluripotency. Cell 128:747-762, 2007.

18. Zhunge Y, Liu ZJ, Velazquez OC. Adult stem cell differentiation and trafficking and their implications in disease. In Meshoter E, Plath K, editors. The Cell Biology of stem cells. New York: Landes Bioscience/Spriger Science; 2010. Pp.169-183.

19. Egli D, Birkhoff G, Eggan K. Mediators of reprogramming: transcription factors and transitions through mitosis. Nat Rev Mol Cell Biol 9:505-516, 2008.

20. Teven CM, Liu X, Hu N, Tang N, Kim SH, Huang E, et al. Epigenetic regulation of mesenchymal stem cells: a focus on osteogenic and adipogenic differentiation. Stem Cell Int ID 201371; 2011. Pp. 18.

21. Bernstein BE, Meissner A, Lander ES. The mammalian epigenome. Cell 128:669-681, 2007.

22. Knoblich JA. Asymmetric cell division: recent developments and their implications for tumour biology. Nat Rev Mol Cel Biol 11:849-860, 2010.

23. Royer C. Lu X. Epithelial cell polarity: a major gatekeeper against cancer? Cell Death Differ 18:1470-1477, 2011.

24. Li L, Clevers H. Coexistence of quiescent and active adult stem cells in mammals. Science 327:542-545, 2010.

25. Barros CS, Phelps CB, Brand AH. Drosophila nonmuscle myosin II promotes the asymmetric segregation of cell fate determinants by cortical exclusion rather than active transport. Develop Cel 5:829-840, 2003.

26. Powell AE, Shung CY, Saylor KW, Mullendorif KA, Weiss JB, Wong MH. Lessons from development: a role for asymmetric stem cell division in cancer. Stem Cell Res 4:3-9, 2010.

27. Yamashita YM. Cell adhesion in regulation of asymmetric stem cell division. Curr Opin Cell Biol 22:605-610, 2010.

28. Morin X, Bellaiche Y. Mitotic spindle orientation in asymmetric and symmetric cell divisions during animal development. Dev Cell 21:102-119, 2011.

29. Karp G. Cell and molecular biology: concepts and experiments. 6th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc; 2010, Pp. 318-378.

30. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular biology of the cell. 5th ed. New York: Garland Science; 2008. Pp. 965-1052.

31. León-Serrano J. Control transcripcional de la diferenciación celular. En Ortiz Melon JM, Cascales MA, editores. Redes de señalización y estrategias terapéuticas. Madrid: Real Academia Nacional de Farmacia; 2009. Pp. 185-210.

32. Jopling C, Boue S, Izpisua-Belmonte JC. Dedifferentiation, transdifferentiation and reprogramming: three routes to regeneration. Nat Rev Mol Cel Biol 12:79-89, 2011.

33. Delgado-Villar MD. Modificaciones de la cromatina, regulación génica y cáncer. En Ortiz Melon JM, Cascales MA, editores. Redes de señalización y estrategias terapéuticas. Madrid: Real Academia Nacional de Farmacia; 2009. Pp. 139-160.

34. Golbabapour S, Abdulla MA, Hajrezaei M. A concise review on epigenetic regulation: insight into molecular mechanisms. Int J Mol Sci 12:8661-8694, 2011.

35. Erdel F, Krug J, Langst G, Rippe K. Targeting chromatin remodelers: signals and search mechanisms. Biochim Biophys Acta 1809:497-508, 2011.

36. Margueron R, Reinberg D. The Polycomb complex PRC2 and its mark in life. Nature 469:343-349, 2011.

37. Kohler C, Aichinger E. Antagonizing Polycomb group-mediated gene repression by chromatin remodelers. Epigenetics 5:20-23, 2010.

38. Eckert RL, Adjolaru G, Rorke EA, Chew YC, Balasubramanian S. Polycomb group proteins are key regulators of keratinocyte function. J Invest Dermatol 13:295-301, 2011.

39. Han J, Sachdev PS, Sidhu KS. A combined epigenetic and non-genetic approach for reprogramming human somatic cells. PLosOne 5:e12297, 2010.


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Está expresamente prohibida la redistribución y la redifusión de todo o parte de los contenidos de la Sociedad Iberoamericana de Información Científica (SIIC) S.A. sin previo y expreso consentimiento de SIIC.
ua31618