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 distinta de un gameto , célula germinal , gametocito o célula madre indiferenciada . [1] Las células somáticas componen el cuerpo de un organismo y se dividen mediante mitosis .
En cambio, los gametos derivan de la meiosis dentro de las células germinales de la línea germinal y se fusionan durante la reproducción sexual . Las células madre también pueden dividirse mediante mitosis , pero se diferencian de las somáticas en que se diferencian en diversos tipos de células especializadas.
En los mamíferos , las células somáticas forman todos los órganos internos, la piel, los huesos, la sangre y el tejido conectivo , mientras que las células germinales de los mamíferos dan lugar a los espermatozoides y los óvulos que se fusionan durante la fertilización para producir una célula llamada cigoto , que se divide y diferencia en células. de un embrión . Hay aproximadamente 220 tipos de células somáticas en el cuerpo humano. [1]
En teoría, estas células no son células germinales (la fuente de los gametos); transmiten sus mutaciones a sus descendientes celulares (si las 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 sólo se observa en células somáticas diploides . Sólo algunas células, como las germinales, participan en la reproducción. [2]
Como se teorizó muchas veces que la multicelularidad evolucionó, también lo hicieron las células somáticas estériles. [ cita necesaria ] La evolución de una línea germinal inmortal que produce células somáticas especializadas implicó la aparición de la mortalidad y se puede ver en su versión más simple en las algas volvocinas . [3] 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 capacidad de embriogénesis somática (p. ej., plantas terrestres , la mayoría de las algas y numerosos invertebrados ). [4] [5]
Como todas las células, las células somáticas contienen ADN dispuesto en cromosomas . Si una célula somática contiene cromosomas dispuestos en pares, se llama diploide y el organismo se llama organismo diploide. Los gametos de los organismos diploides contienen sólo 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 humanos, las células somáticas contienen 46 cromosomas organizados en 23 pares. Por el contrario, los gametos de los organismos diploides contienen sólo la mitad de cromosomas. En los humanos, son 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 cuatro (" tetraploides ") o incluso en seis (" hexaploides "). Por tanto, pueden tener células de línea germinal diploides o incluso triploides. Un ejemplo de esto es la especie de trigo cultivada modernamente , Triticum aestivum L. , una especie hexaploide cuyas células somáticas contienen seis copias de cada cromátida .
La frecuencia de mutaciones espontáneas es significativamente menor en células germinales masculinas avanzadas que en tipos de células somáticas del mismo individuo. [6] Las células germinales femeninas también muestran una frecuencia de mutación que es menor que la de las células somáticas correspondientes y similar a la de las células germinales masculinas. [7] Estos hallazgos parecen reflejar el empleo de mecanismos más eficaces para limitar la aparición inicial de mutaciones espontáneas en las células germinales que en las células somáticas. Dichos mecanismos probablemente incluyan niveles elevados de enzimas reparadoras del ADN que mejoran la mayoría de los daños potencialmente mutagénicos en el ADN . [7]
En los últimos años se ha desarrollado en mamíferos la técnica de clonar organismos completos, lo que permite producir clones genéticos casi idénticos de un animal. Un método para hacer esto se llama " transferencia nuclear de células somáticas " e implica 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 fue eliminado. Este núcleo luego se inyecta en un óvulo de la misma especie al que se le ha eliminado su propio material genético. [8] 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 permitirse que se desarrolle. El animal resultante será un clon casi genéticamente idéntico al animal del que se tomó el núcleo. La única diferencia es causada por el ADN mitocondrial que se retiene en el óvulo, que es diferente de la célula que donó el núcleo. En la práctica, esta técnica ha sido hasta ahora problemática, aunque ha habido algunos éxitos destacados, como Dolly the Sheep (5 de julio de 1996 - 14 de febrero de 2003) [9] y, más recientemente, Snuppy (24 de abril de 2003). , 2005 - mayo de 2015), el primer perro clonado . [10]
También se han recolectado células somáticas en la práctica de los biobancos. La crioconservación de los recursos zoogenéticos es un medio de conservar el material genético animal en respuesta a la disminución de la biodiversidad ecológica. [11] A medida que disminuyen las poblaciones de organismos vivos, también disminuye su diversidad genética. Esto pone en riesgo la supervivencia a largo plazo de la especie. 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 reprogramarse en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que luego puedan diferenciarse en células reproductivas viables. [12]
El desarrollo de la biotecnología ha permitido la manipulación genética de células somáticas, ya sea para modelar enfermedades crónicas o para prevenir enfermedades. [13] [14] Dos medios actuales de edición de genes son el uso de nucleasas efectoras similares a activadores de la transcripción (TALEN) o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas (CRISPR).
La ingeniería genética de células somáticas ha dado lugar a algunas controversias [ cita necesaria ] , aunque la Cumbre Internacional sobre Edición de Genes Humanos ha emitido una declaración a favor de la modificación genética de células somáticas, ya que sus modificaciones no se transmiten a la descendencia. [15]