La formazione di un organismo multicellulare inizia con una piccola collezione di cellule simili in un embrione e procede per divisione cellulare continua e specializzazione per produrre un’intera comunità di cellule cooperanti, ciascuna con il proprio ruolo nella vita dell’organismo. Attraverso la cooperazione cellulare, l’organismo diventa molto più della somma delle sue parti componenti.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Un uovo fecondato si moltiplica e produce un’intera famiglia di cellule figlie, ciascuna delle quali adotta una struttura e una funzione in base alla sua posizione nell’intero insieme. Tutte le cellule figlie contengono gli stessi cromosomi e quindi la stessa informazione genetica. Nonostante questa eredità comune, diversi tipi di cellule si comportano diversamente e hanno strutture diverse. Affinché ciò avvenga, devono esprimere diversi gruppi di geni, in modo da produrre proteine diverse nonostante i loro identici antenati embriologici.
Durante lo sviluppo di un embrione, non è sufficiente che si creino semplicemente tutti i tipi di cellule che si trovano nell’individuo completamente sviluppato. Ogni tipo di cellula deve formarsi nel posto giusto, al momento giusto e nella giusta proporzione; altrimenti, ci sarebbe un’accozzaglia di cellule assortite a caso che non assomigliano affatto a un organismo. Lo sviluppo ordinato di un organismo dipende da un processo chiamato determinazione cellulare, in cui cellule inizialmente identiche diventano impegnate in diversi percorsi di sviluppo. Una parte fondamentale della determinazione cellulare è la capacità delle cellule di rilevare diverse sostanze chimiche in diverse regioni dell’embrione. I segnali chimici rilevati da una cellula possono essere diversi da quelli rilevati dalle cellule vicine. I segnali che una cellula rileva attivano una serie di geni che dicono alla cellula di differenziarsi in modi appropriati alla sua posizione all’interno dell’embrione. L’insieme dei geni attivati in una cellula differisce dall’insieme dei geni attivati nelle cellule circostanti. Il processo di determinazione cellulare richiede un elaborato sistema di comunicazione da cellula a cellula nei primi embrioni.
Bruce M. Alberts