Haploid kromozoma sahip sperm ve yumurtanın döllenmesiyle oluşan zigot, yeni ferdi oluşturması sürecinde geçirdiği mitoz bölünmelerle hücre sayısını artırmaktadır.
Ancak burada en az hücre sayısının artması kadar önemli olan başka bir konu zigottan köken alan hücrelerin embriyonun gelişimi sürecinde farklı özellik ve görevlere sahip hücre tiplerine farklılaşmasıdır.
Bu farklılaşmanın temelinde yumurta hücresinin sitoplazmasının homojen olmaması, zigotun bölünmeleriyle oluşan yavru hücrelerin sitoplazma içeriklerinin birbirinden farklı olması yatmaktadır. İleriki aşamalarda ise, her hücre atadan alınan genetik bilginin sadece belli kısımlarını kullanarak görevine uygun yapıya kavuşmaktadır.
Burada söylenmek istenen esas nokta, vücuttaki tüm hücre tiplerinin genetik bilgisinin kökeninin zigot olduğu, mitoz bölünme ile bu bilginin tüm hücrelere değişmeden aktarıldığı, ancak hücrelerin farklılaşma sürecinde bu bilgilerin bir kısmını kullanıp bir kısmını kullanmadıklarıdır. Her hücre tipi, kendi görevi ile uyumlu olan bilgiyi kullanır ve bu sayede görevine uygun anatomik yapıya sahip olur.
Embriyonik gelişimin erken evrelerindeki hücreler ergin bireyin çok değişik tipteki hücrelerine dönüşebilme potansiyeline sahiptir.
Embriyonun erken dönemlerinde elde edilen kök hücreler embriyonik kök hücreolarak adlandırılır. Henüz farklılaşmamış olan bu hücreler, sınırsız bölünebilme, kendini yenileyebilme, değişik doku ve organlara dönüşebilme potansiyeline sahiptir.
Ergin bireyin vücudu da, çeşitli tipte kök hücrelere sahiptir. Bu hücreler, gereksinim duyulduğunda çoğalma özelliği olmayan özelleşmiş hücrelerin yerini almaktadır. Örneğin kemik iliğindeki kök hücreler, kan hücrelerinin tüm çeşitlerine dönüşebilme yeteneğinde olan hücrelerdir.
Embriyonik kök hücrelerin kültürlerde çoğaltılması, zarar görmüş ya da hastalıklı organların onarılması konusunda umut verici sonuçlar vermektedir.
Kök hücre kültürleri sayesinde, şeker hastaları için insülin üreten pankreas hücrelerinin üretilmesi ya da Parkinson hastaları için sağlıklı beyin hücrelerinin üretimi sağlanabilecektir.
Kök hücre alanında yapılan çalışmaların tarihçesi şöyle özetlenebilir.
- 1959 yılında tüp bebek yöntemi le ilk tavşanın dünyaya gelmesi
- 1968 yılında Edwards ve Bavister, ilk kez insan yumurtasının vücut dışında tüpte döllemeyi başardılar.
- 1978 yılında ilk tüp bebek İngiltere’de doğdu.
- 1981 yılında Evans ve Kaufman, fare kök hücrelerini elde ettiler.
- 1996 yılında Rhesus cinsi maymunların embriyonik kök hücreleri elde edildi.
- 1998 yılında Thomson ve arkadaşları insan embriyonik kök hücresini elde ettiler.
- 2000 yılında insan embriyonik kök hücrelerin bütün hücre tiplerine dönüşebileceği anlaşıldı.
- 2001 yılında kök hücre çalışmalarında insan embriyosu kullanılması Amerika Birleşik Devletleri’nde yasaklandı.
- Yamanaka 2006 yılında yaptığı çalışmayla hücrelerin uyarılarak kök hücrelere dönüştürülebileceğini gösterdi ve bu çalışmasıyla 2012 yılında Nobel ödülünü aldı.