Divisão_celular,_crescimento_e_regeneração_de_tecidos_vs _diferenciação_celular

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PPT 2 - BG 11
DNA e síntese proteica (PPT1-BG11)
Divisão celular, crescimento e regeneração 
de tecidos vs. diferenciação celular (PPT2-BG11)
 
CRESCIMENTO, DIFERENCIAÇÃO E RENOVAÇÃO CELULAR
Simbologia
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Nota de rodapé
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FACTOS CURIOSOS
Cada célula humana tem cerca de 2 metros de DNA! 
É o equivalente a colocar 20 km de fio dentro de uma bola de ténis. 
Cada ser humano tem 1 000 000 000 000 000 células. 
O DNA de uma pessoa, todo estendido, teria um comprimento
equivalente à distância percorrida em 8000 viagens à Lua, ida e volta!
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O DNA de uma célula tem 3,2 biliões de «letras» (nucleótidos).
O número de combinações que é possível fazer com tantas letras é tão grande que, para o imprimir, seriam precisos 5000 livros de tamanho médio!
No entanto, somos quase iguais uns aos outros: o meu DNA é 99,9% igual
ao dos meus vizinhos.
FACTOS CURIOSOS
As diferenças, apesar de serem de apenas uma letra em cada 1000, são suficientes para nos identificar.
Mais de 60% dos genes humanos são semelhantes aos de uma mosca.
Cerca de 96% do DNA humano é não codificante, ou seja, parece não estar ali 
a fazer nada.
Muitos dos genes humanos estão desativados (até temos genes capazes 
de produzir uma cauda, se fossem ativados.)
FACTOS CURIOSOS
A técnica de DNA fingerprinting (que literalmente quer dizer impressão digital do DNA,) é usada para identificar um indivíduo a partir de uma amostra de DNA, observando padrões únicos em seu DNA. Esta técnica é muito utilizada na investigação criminal para identificar criminosos a partir de resíduos de DNA (pele, sangue, esperma, cabelos, etc.) ou em testes de paternidade para identificar os pais (mãe e pai).
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Como é que uma quantidade tão grande de DNA cabe no núcleo da célula?
É tudo uma questão 
de organização.
 
O DNA «arruma-se» 
formando cromossomas.
ORGANIZAÇÃO DO DNA NOS SERES EUCARIONTES
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CARÓTIPO (humano)
O cariótipo de uma espécie corresponde ao número, à forma 
e ao tamanho dos cromossomas dessa espécie. 
Representa o número total de cromossomas de uma célula somática (do corpo). 
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DIVISÃO CELULAR
Ciclo celular
Conjunto de transformações que ocorrem numa célula desde a sua formação até 
ao momento em que se divide 
e origina duas células-filhas.
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Fase G2
cromatídeos
irmãos
Centrómero
Replicação
CICLO CELULAR
Fase S
Fase G1
Interfase
Mitose
Fase S
Durante a maior parte da vida da célula, cada cromossoma é formado por apenas uma molécula de DNA (cromossoma com apenas um cromatídeo). Contudo, quando a célula se vai dividir, ocorre a replicação do DNA. Passa a haver duas cópias de cada molécula de DNA, unidas pelo centrómero. 
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28
14
4Q
2Q
0
Tempo (horas)
G1
S
G2
M
G1
Quantidade de DNA por lote de cromossomas
Variação da quantidade de DNA da célula durante o ciclo celular
CICLO CELULAR
No início do ciclo celular (fase G1), cada cromossoma é formado por apenas uma molécula de DNA (cromossoma com apenas um cromatídeo). A quantidade de DNA pode representar-se por 2Q. Contudo, quando a célula se vai dividir, ocorre a replicação do DNA (fase S). Passa a haver duas cópias de cada molécula de DNA, unidas pelo centrómero, pelo que a quantidade de DNA duplica – 4Q. Durante a meiose (M), como as moléculas de DNA são distribuídas pelas duas células filhas, a quantidade volta a ser 2Q em cada uma das células. 
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A fase mitótica é constituída pela mitose e pela citocinese. 
Interfase
Prófase
Metáfase
Anáfase
Telófase
Citocinese
MITOSE
FASE MITÓTICA
Na mitose, um núcleo (núcleo original) divide-se e origina dois núcleos geneticamente iguais entre si 
e iguais ao núcleo original. 
A mitose é subdividida em 4 etapas:
Prófase
Metáfase
Anáfase
Telófase
A citocinese consiste na divisão do citoplasma pelas duas células-filhas.
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MITOSE
Prófase 
É a etapa mais longa da mitose. 
A cromatina condensa-se formando cromossomas curtos e densos. 
Nas células animais, os centríolos afastam-se para polos opostos, formando entre eles o fuso acromático ou fuso mitótico (feixes de microtúbulos).
No final da prófase, o nucléolo desintegra-se e o invólucro nuclear desagrega-se.
Nas células vegetais não existem centríolos. Nestas células, o fuso acromático é formado a partir de fibras do citoesqueleto em diferentes regiões organizadoras de microtúbulos.
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MITOSE
Metáfase
Os cromossomas atingem a sua máxima condensação.
Os cromossomas alinham-se no plano equatorial da célula, formando a placa equatorial.
Os centrómetros ocupam a região central da célula e os cromatídeos estão voltados para os polos.
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MITOSE
Anáfase
Os cromatídeos separam-se (cada cromatídeo passa agora a ser designado por cromossoma). 
Os cromossomas iniciam a ascensão polar ao longo dos feixes de microtúbulos do fuso acromático.
No final da anáfase, cada polo da célula contém um conjunto idêntico de cromossomas (cada cromossoma é formado por um cromatídeo). 
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MITOSE
Telófase
O fuso acromático degenera e os cromossomas começam a descondensar.
Inicia-se a organização dos núcleos das células-filhas, com formação do invólucro nuclear em torno dos cromossomas, a partir do retículo endoplasmático rugoso. 
O nucléolo é reconstituído e cada célula-filha entra em interfase.
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Nas células animais, 
a citocinese ocorre, 
geralmente, 
por estrangulamento 
do citoplasma.
CITOCINESE
Nas células vegetais, a citocinese ocorre por fusão de vesículas do aparelho de Golgi, que desta forma originam nova membrana celular e contribuem para a formação 
da parede celular.
A mitose é responsável pelo aumento do número de células (crescimento) e pela substituição de células envelhecidas (regeneração).
CRESCIMENTO E REGENERAÇÃO DE TECIDOS VS. DIFERENCIAÇÃO CELULAR 
mitose
mitose
mitose
mitose
mitose
mitose
mitose
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DIFERENCIAÇÃO CELULAR
Todas as células do organismo 
contêm a mesma informação genética. Contudo, podem especializar-se, diferenciando-se umas das outras, porque expressam diferentes partes 
do DNA que possuem. 
O ovo ou zigoto é uma célula indiferenciada (não especializada) com capacidade de originar todos os tipos de células. 
É, por isso, uma célula totipotente. 
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Existem algumas células – células estaminais – que não podem originar todos 
os tipos de células, mas têm a capacidade de originar alguns tipos de células. 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
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Algumas características 
das células estaminais:
São células indiferenciadas 
(não especializadas).
São capazes de se dividir e originar diferentes tipos de células.
Têm capacidade de autorrenovação, originando duas células-filhas com destinos diferentes:
uma das células permanece como célula estaminal;
a outra pode diferenciar-se 
numa célula especializada.
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
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A capacidade de uma célula originar outros tipos de células especializadas é tanto maior quanto menor for o seu grau de diferenciação.
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
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As células que perdem o núcleo durante o processo de diferenciação, como os glóbulos vermelhos, não podem deixar de ser especializadas.
Será a diferenciação um processo irreversível? 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
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DIFERENCIAÇÃO CELULAR
Será a diferenciação um processo irreversível? 
Nas plantas, células especializadas podem reverter a diferenciação 
e originar uma nova planta. 
Uma parte de uma planta também pode originar uma nova planta completa. 
Nestes casos, a nova planta é geneticamente idêntica 
à que a originou, pelo que 
é denominada clone.
Por exemplo, alguns ramos de plantas (células diferenciadas dos tecidos de caule e folhas), enterrados no solo, podem dar uma nova planta, com raízes, caules, folhas, flores e frutos.
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Será a diferenciação um processo irreversível? 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
Nos animais, de forma geral, 
as células diferenciadas perdem 
a capacidade de originar todos os tipos de células do organismo.
Apesar disso, experiências feitas 
em animais, tornaram possível, 
em 1996, a clonagem de um mamífero (a ovelha Dolly) a partirde uma célula da glândula mamária, após 277 tentativas.
Ovelha Dolly
Algumas células animais mantêm a capacidade de originar alguns tipos de células, como é o caso das células percursoras dos elementos figurados do sangue, situadas na medula óssea. 
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