El DNA del individuo embrionario será esencialmente idéntico al DNA de ese mismo individuo cuando sea adulto. Sin embargo observamos que el volumen de información que lee y expresa el DNA embrionario es abrumadoramente mayor.

1. TOTIPOTENCIALIDAD. ZIGOTO O EMBRION UNICELULAR. En los momentos posteriores a la fecundación, el embrión unicelular –la primera célula del nuevo individuo-, tiene en su nucleo toda la información genética de un nuevo ser humano, distinto de sus padres. Ese nuevo ser unicelular posee la capacidad de empezar a desarrollar todo un individuo humano. El DNA de ese embrión esta absolutamente legible, se puede expresar toda la información, se pueden leer todos los genes.

A las 24 horas se produce la primera división celular. En sus primeros estadios (sus primeras divisiones celulares), el DNA del zigoto tiene la peculiaridad de permanecer puro, sin plegamientos. Por tanto, si separáramos artificialmente las dos primeras células del zigoto bicelular, comprobaríamos que cada célula generará un embrión. Estas células del embrión en sus fases iniciales se llaman CELULAS TOTIPOTENCIALES, es decir, que pueden dar lugar a TODO un individuo.

2. PLURIPOTENCIALIDAD
A medida que el embrión sigue su desarrollo y se van produciendo más divisiones celulares, las células embrionarias se van diferenciando hacia funciones y estirpes celulares determinados. Esta diferenciación se consigue a través de los plegamientos en el DNA celular, que dejan ilegibles los genes que no va a necesitar expresar esa célula. De esta forma, cuando el embrión ya está en fase de blastocisto (7-14 días postfecundación), , si extrajéramos artificialmente las células de su Masa Celular Interna y las cultiváramos, nunca darían lugar a un embrión completo, sino a estirpes celulares determinadas por los genes que en ese momento se pueden leer. Estas células que tienen capacidad para dar lugar a cualquier estirpe celular, pero no a un embrión completo, las denominamos CELULAS PLURIPOTENCIALES. En el caso descrito, estas células pluripotenciales se llamaría también CELULAS MADRE EMBRIONARIAS o STEM CELL EMBRIONARIAS. En sus sucesivas divisiones, la célula madre embrionaria va perdiendo su capacidad de dar lugar a todos los distintos tejidos, al tiempo que empiezan a diferenciarse, a especializarse hacia un tejido u otro.

Las células en su desarrollo poseen dos cualidades básicas: la pluripotencialidad y la diferenciación, que se contraponen: cuanta más pluripotencialidad posee una célula, menos grado de diferenciación tiene, y al revés. La pluripotencialidad, propia de la célula inmadura o indiferenciada, es la capacidad de una célula para convertirse en todas las posibles estirpes celulares. La diferenciación sin embargo es la cualidad por la cual la célula adquiere ya una especialización dentro de un tipo celular concreto que le hace no poder convertirse en otro tipo celular distinto.

En el embrión existen gran cantidad de células PLURIpotenciales que se multiplican a gran velocidad para ir dando lugar las diferentes partes y órganos del individuo. A medida que proliferan esas células, se van diversificando hacia un órgano y otro corporal, produciéndose la especialización: esa célula está ahí con una ubicación, y con un función concreta.

Así pues, cuando el feto se encuentra aproximadamente en el 3 mes de vida (fin de la etapa de organogénesis), la mayor parte de sus células ya se hallan diferenciadas según el tipo celular que se necesita para cada órgano. Tras el nacimiento, prácticamente todos los tejidos, sobre todo aquellos que más se renuevan, conservan una cantidad pequeña variable de células pluripotenciales capaces de multiplicarse y poder así proporcionar células con el fin de renovar y reparar los tejidos en los que residen. Esas células formadoras de múltiples células hijas, que están programadas para regenerar el tejido donde residen, se llaman célula MULTIPOTENCIALES. Son otro tipo de células madre o progenitoras (stem cells).

3. MULTIPOTENCIALIDAD
La multipotencialidad se define como la capacidad de generar células, pero sólo del tipo celular del tejido al que pertenecen o residen. Estas células existen, y están presentes en la mayoría de los órganos de la economía corporal del adulto, y conviviendo en su órgano con el resto de las células diferenciadas, tiene una propiedad única: dar lugar a los distintos tipos celulares que componen el órgano en el que residen con el fin, por ejemplo, de renovar las poblaciones de células que van envejeciendo.

Vamos a ilustrar este fenómeno con un ejemplo. El corazón está compuesto por millones de células de distintas estirpes: células musculares, células endoteliales de revestimiento de los vasos del corazón, células de conducción del impulso nervioso... Muchas de esas células citadas, no pueden dividirse, y si se llegaran a dividir, sólo darían lugar a células iguales a ellas. Ahora bien, se ha descubierto recientemente que existen células en el corazón –células madre cardíacas-, que conviviendo con las antes citadas, tienen la capacidad de dividirse y dar lugar a células de las tres estirpes citadas. Estas células algunos las llaman MULTIponteciales, por su capacidad para dar regenerar células del órgano en el que residen. Algunos autores han llamado a estas células madre de adulto, células madre ORGANO-ESPECÍFICAS, para diferenciarlas de las embrionarias. En el caso que se produzca un infarto de pequeño tamaño, esas células pueden cubrir esa zona infartada con células cardíacas y endoteliales generadas por ellas. Estas células madres también se han encontrado en muchos otros órganos: cerebro, hígado, piel, retina, médula ósea... La capacidad de estas células madre de adulto para regenerar zonas dañadas es muy limitada, y se ciñe sólo a zonas de pequeños infartos. Grandes áreas de infarto no son susceptibles de ser regeneradas por estas células.

Es la Médula Ósea el ‘órgano’ en el que mejor se conoce la función de estas células madre, como una fuente inagotable para la regeneración de las poblaciones celulares de la sangre(glóbulos rojos y leucocitos...), y como veremos ahora, también de otros órganos corporales.