Differenziamento

differenziamento

Fenomeno biologico durante il quale le cellule vanno incontro a cambiamenti morfologici, biochimici e strutturali e acquistano la capacità di compiere specifiche attività funzionali. Durante lo sviluppo embrionale, da una singola cellula iniziale – l’uovo fecondato – derivano cellule indifferenziate e totipotenti, che hanno cioè la capacità di differenziarsi in qualunque tipo cellulare (➔ staminale, cellula); mediante successive divisioni mitotiche e sotto l’azione di segnali che provengono dalle cellule vicine o dall’organismo (per es., ormoni, fattori di crescita), queste cellule, pur avendo un identico patrimonio genetico, si differenziano e danno origine ai diversi organi e tessuti.

Basi genetiche

Il d. cellulare è la conseguenza di un’attivazione differenziale di un ristretto numero di geni, in cellule diverse e in tempi diversi. Esistono vari gruppi di geni che regolano le attività funzionali e la maturazione delle cellule. Un primo gruppo comprende geni espressi in tutte le cellule e responsabili della sintesi di componenti strutturali comuni a ogni cellula (membrane, mitocondri, ribosomi, enzimi glicolitici, ecc.). Un secondo gruppo è invece formato da geni trascritti solo in quegli specifici tipi cellulari che costituiscono determinati tessuti e organi. L’espressione di questi geni regola il d. attivando, a seconda delle caratteristiche di sviluppo e funzionali, la sintesi di particolari proteine.

Reversibilità

Il d. è un processo quasi sempre irreversibile; una delle eccezioni è rappresentata dalle cellule tumorali, che perdono alcuni caratteri specifici e si moltiplicano attivamente. Può diventare reversibile anche modificando l’integrità dell’organismo (per es., nelle colture in vitro di tessuti): in questi casi si assiste a un vero e proprio sdifferenziamento, con perdita delle strutture intercellulari, della disposizione spaziale e degli organuli specifici delle cellule. Tuttavia le cellule sdifferenziate conservano la loro specificità istologica e non riescono ad acquistare competenze differenti: poste in condizioni opportune di coltura si assiste di nuovo al d. cellulare e le cellule riprendono il ruolo che avevano originariamente nell’organismo.