Las diferentes células en nuestro cuerpo

Viajemos por nuestro cuerpo. Si encogieras hasta ser del tamaño de una célula y te transportaras dentro del cuerpo, ¿cómo podrías saber exactamente dónde aterrizaste? Bien, una forma podría ser buscando células de un tipo específico. Los humanos tenemos alrededor de 200 tipos de células diferentes. Miremos dos como ejemplo: las células del cerebro y las sanguíneas.

El cerebro es el jefe principal de nuestro cuerpo. Recibe y procesa información del ambiente y dice a los órganos qué hacer – por ejemplo, ordena a nuestros músculos que se contraigan, para que nos podamos mover. Para mandar estas órdenes, las células del cerebro necesitan transmitir señales eléctricas o químicas a las células de músculos específicos. Estas señales a veces deben viajar distancias muy largas. Para conseguirlo, una célula del cerebro – también llamada célula nerviosa – desarrolla una estructura específica. Este tipo celular tiene ramificaciones largas que salen del cuerpo celular principal que pueden llegar a extenderse hasta un metro. Esta estructura única de las células nerviosas les permite pasar señales del cerebro en nuestra cabeza a los músculos tan lejos como nuestro meñique en muy poco tiempo.

Ahora, viajemos a nuestros vasos sanguíneos y visitemos otro tipo de célula: el trabajador glóbulo rojo (o célula sanguínea roja). Los glóbulos rojos mueven oxígeno de nuestros pulmones a otros órganos para que puedan seguir funcionando. Estas diminutas células pueden moverse por todo nuestro cuerpo muy rápidamente – en unos 20 segundos. Para moverse así de rápido, una estructura como la de las células nerviosas no funcionaría bien. Las alargadas células nerviosas podrían enredarse o moverse demasiado lentamente por nuestro riego sanguíneo. Las células sanguíneas son mucho más pequeñas y tienen una forma de disco, dos buenas características para moverse rápidamente a través de espacios pequeños. Su forma de disco también les provee con una gran superficie por la cual mucho oxígeno puede entrar dentro de la célula.

A partir de esta comparación, puedes ver que las estructuras y funciones de las células pueden variar según los órganos en los cuales se encuentran. ¿Cómo lo hacen nuestros cuerpos para crear tanta variedad de células? ¿Y cómo hacen trabajos tan diferentes?

Proteínas diferentes

No importa en qué tipo de célula pienses, todas están formadas en parte por proteínas. Las proteínas son moléculas grandes que no solo forman partes importantes de tu cuerpo, sino que también tienen funciones importantes. Así como hay diferentes tipos de células, también tenemos varios tipos de proteínas que tienen diferentes funciones. Algunas solo se usan para construir las estructuras de las células, otras para realizar tareas específicas. Los glóbulos rojos tienen un tipo de proteína específica, llamada hemoglobina, que es capaz de ligar el oxígeno y liberarlo en otros tejidos. Una célula nerviosa no tiene esta proteína porque no necesita ligar el oxígeno. Pero usa otras proteínas que ayudan a transmitir señales a otras células. Muchas de las diferencias entre células resultan de esta idea principal: células diferentes producen proteínas diferentes.

Producción de proteínas

Diferentes tipos de células pueden producir el mismo tipo de proteínas. ¿Cómo es posible? La mayoría de los tipos de células tienen algunas estructuras básicas en común: el corazón de la célula es el núcleo que contiene el ADN. El ADN es una molécula muy importante – quizás la más importante para la vida en la Tierra. El ADN forma el código genético que contiene las instrucciones para crear todas las células del cuerpo.

Un gen es un pequeño segmento del ADN que una célula usa para producir una proteína específica. Todas nuestras células contienen la misma copia del ADN con unos 25.000 genes codificando por unas 25.000 proteínas diferentes. Pero espera un segundo. Quizá te das cuenta del problema de este concepto: todas las células no producen las mismas proteínas, porque las células diferentes hacen diferentes tareas. Si todas las células contienen el mismo ADN, ¿cómo puede un glóbulo rojo producir proteínas diferentes a una célula nerviosa? ¿No deberían todas las células contener las mismas proteínas y así funcionar del mismo modo?

Silenciar genes

Para superar este problema, las células usan un mecanismo de control muy inteligente para asegurar que solo los genes necesarios del ADN son utilizados. Esos genes “necesarios” pueden variar entre tipos celulares. Se puede comparar el desarrollo celular a hornear una madalena de chocolate o una de arándanos: algunos ingredientes como huevos, harina y harina son los mismos en todas las madalenas, pero cada tipo de madalena requiere ingredientes adicionales como el chocolate y los arándanos que dan sabores diferentes. Eso es básicamente lo que pasa en el núcleo: la receta del ADN contiene una lista de ingredientes para crear todos los tipos de células posibles. Cuando una célula crece y se desarrolla, decide qué ingredientes son necesarios para construir el tipo de célula específico, y solo lee esas partes respectivas de la receta.

Mientras que las madalenas están hechas de huevos y harina, los ingredientes para construir las células son las proteínas. Algunas proteínas son las mismas en la mayoría de las células: las células musculares y las nerviosas necesitan construir estructuras comunes como las mitocondrias. Pero también hay ingredientes únicos en ambos tipos de células: una célula muscular necesita proteínas especiales que permitan que la célula se mueve durante la contracción. Estas son la miosina y la actina. Así, una célula muscular en desarrollo debe leer los genes respectivos para producir miosina y actina de la receta. Una célula que se desarrolla en célula nerviosa no necesita miosina o actina, así que desactivará esos genes. Por el contrario, leerá los genes para proteínas que permiten transmitir señales a otras células.

Imágenes adicionales vía Wikimedia Commons. Imagen del tejido de una glándula parótida vía Wbensmith.