Cellula

Le cellule si differenziano le une dalle altre perché sintetizzano e accumulano molecole di RNA e proteine diverse, senza per questo alterare la sequenza del proprio DNA. Questo processo, denominato appunto “differenziamento”, comporta l’attivazione e la disattivazione selettiva, in una sequenza programmata, di geni diversi, all’interno di cellule staminali, che sono all’inizio virtualmente totipotenti, cioè virtualmente capaci di differenziarsi in qualsiasi tipo cellulare. Le modificazioni delle caratteristiche delle cellule sono spesso irreversibili; pertanto, una cellula nervosa umana non può trasformarsi in un globulo rosso o regredire allo stadio di cellula embrionale immatura (vedi Sviluppo).

Anche lo studio delle cellule staminali, come quello dei meccanismi di regolazione del ciclo cellulare e dell’apoptosi, rappresenta una delle attuali frontiere della ricerca biologica e genetica; le prospettive sulle quali si nutre particolare speranza riguardano la cura di malattie degenerative come il morbo di Parkinson e di Alzheimer, il diabete e tumori come leucemie e linfomi; oppure la possibilità di rigenerare tessuti lesionati, ad esempio quello cardiaco danneggiato da un infarto o quello epiteliale a seguito di una grave ustione. Altrettanto numerose, tuttavia, sono le perplessità di ordine bioetico sollevate in merito alle possibili “fonti” di cellule staminali: il dibattito è tuttora acceso sull’uso di cellule staminali provenienti da embrioni.

Il compimento efficiente e armonico delle diverse funzioni dell’organismo è dovuto ai sistemi di comunicazione esistenti tra le cellule e tra queste e l’ambiente esterno. L’importanza di questi meccanismi di controllo diventa particolarmente evidente proprio quando essi vengono meno, come nel caso dei tumori che spesso portano alla morte dell’organismo. Il sistema di trasmissione dei segnali di molti organismi viventi è simile, per certi aspetti, al sistema elettrico di un’automobile. La molecola che funge da messaggero, prodotta e secreta da una cellula, in genere agisce su molecole, chiamate recettori, localizzate sulla superficie o all’interno di altre cellule; l’interazione tra messaggero e recettore può dare inizio a una cascata di reazioni biochimiche all’interno del citoplasma della cellula ricevente. Le modificazioni causate da queste reazioni, ad esempio la variazione della concentrazione di ioni e molecole specifiche, possono contribuire a regolare l’attività delle proteine, in particolare degli enzimi.