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Prof. Luiz Paulo Andrioli Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP lpma@usp.br Biologia do Desenvolvimento: ACH4067 AULA_3_NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA, CÉLULA e LINHAGEM CELULAR BIOLOGIA DO DESESENVOLVIMENTO = ONTOGÊNESE PROCESSOS MOLECULARES QUE GERAM O CORPO COMEÇANDO PELA FORMAÇÃO DO ZIGOTO, PASSANDO POR TODAS AS FASES EMBRIONÁRIAS ATÉ A FORMAÇÃO DO ADULTO E TAMBÉM DURANTE A FASE ADULTA DOS ORGANISMOS MULTICELULARES LEVA EM CONTA OS DIVERSOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA 2 MODELO DA CASCA DE CEBOLA BIOMOLÉCULAS ORGANELAS CÉLULAS TECIDOS ÓRGÃOS SISTEMAS INDIVÍDUO/ ORGANISMO 3 TECIDO • Conjunto de células; • Contendo células de um mesmo tipo (geralmente de tipos diferentes); • Mas com atividade coordenada entre elas; • Constituindo uma unidade operacional. 4 • As células de um tecido podem ter diferentes origens no embrião (nem todos tipos celulares de um tecido podem ter sido originados nele). TECIDO • Corpo humano formado por cerca de 75 trilhões de células; • No entanto, essas células podem ser classificadas em pelo menos 200 tipos celulares diferentes, agrupadas em quatro tipos básicos de tecidos: - epitelial - conjuntivo - muscular - nervoso • Tecidos além das células são caracterizados pelo material extracelular produzidas e secretadas pelas células do tecido no seu entorno. 5 TECIDOS CÉLULAS MATRIZ EXTRACELULAR FUNÇÃO PRINCIPAL Epitelial Células poliédricas justapostas Pequena quantidade Revestimento da superfície e cavidades do corpo, secreção Conjuntivo Vários tipos, fixas ou migratórias Abundante e diversificada Apoio, proteção e outras funções especializadas Nervoso Formada por muitos, prolongamentos Nenhuma Condução e transmissão do impulso nervoso Muscular Células são alongadas Moderada Contração 6 PRINCIPAIS TECIDOS ANIMAIS INTEGRANDO NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO ORGANISMO SISTEMAS ÓRGÃOS TECIDOS CÉLULAS BIOMOLÉCULAS ORGANELAS 7 EPITELIAL da MUCOSA MUCOSA do INTESTINO e MICROVILOSIDADES 8 INTEGRANDO NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO 9 INTEGRANDO NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO 10 ORIGEM dos =s NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO Onde/ Como/ Quando começa a surgir o sistema digestivo no embrião? Quais mecanismos e genes estão envolvidos? EXEMPLOS de PERGUNTAS na BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO Como são gerados os diferentes tipos de células do epitélio da mucosa? E as especializações regionais das células absortivas? Existe regeneração de células do intestino no adulto? QUAL O NÍVEL MAIS REPRESENTATIVO DA VIDA? TECIDOS ÓRGÃOS SISTEMAS INDIVÍDUO/ ORGANISMO CÉLULAS BIOMOLÉCULAS ORGANELAS 11 A célula é a unidade formadora, porque no caso de algumas espécies, um indivíduo é formado por uma única célula. procarioto Fungo Saccharomyces levedura 4 a 8 x 6 a 12µm eucarioto 12 CÉLULA A célula é uma unidade reprodutora. Somente uma célula é capaz de gerar outra célula pela divisão celular. Nos unicelulares, a divisão celular gera um indivíduo, e equivale ao processo de reprodução da espécie; ao passo que nos multicelulares, as células geradas se especializam na realização de funções. 13 CÉLULA A célula é a unidade fundamental porque ela é autossuficiente, capaz de realizar os processos básicos para gerar e sustentar vida. Nos eucariotos isso é realçado pela presença do organelas onde funções específicas são realizadas e possibilitaram a especialização celular. 14 CÉLULA CÉLULA A especialização celular tornou a célula a unidade fundamental dos seres multicelulares por ser sua unidade formadora: está presente em todas as partes do corpo e constitui todas suas estruturas. 15 16 CÉLULAS NÍVEL de ORGANIZAÇÃO IMPORTANTE também para a BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO OS ORGANISMOS MULTICELULARES ESTÃO ORGANIZADOS PARA DIVISÃO DO TRABALHO ENTRE AS CÉLULAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) NÍVEL FUNDAMENTAL DA ORGANIZAÇÃO DO CORPO Nos organismos multicelulares mais simples, encontram-se poucos tipos celulares, mas já existe especialização de funções entre as células Esponja CÉLULAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) hemáceas transporte de gases células musculares contração muscular Ilhotas de Langerhans nível de açúcar 18 CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) REALIZAM FUNÇÕES PARTICULARES A ESPECIALIZAÇÃO DECORRE DA DIFERENÇA NA COMPOSIÇÃO DE PROTEÍNAS DAS CÉLULAS 19 CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) células musculares actina e miosina 20 hemáceas hemoglobina 21 CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) Ilhotas de Langerhans insulina 22 CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) MAS, AS CÉLULAS NÃO SURGEM DIFERENCIADAS NO CORPO! LINHAGEM CELULAR Existe um processo de preparação/ geração de células diferenciadas dentro de um organismo multicelular; Por meio da linhagem celular. Esse processo é possível porque células surgem a partir de outras células; E as células vão acumulando proteínas diferentes ao longo de cada etapa da linhagem celular; Até gerarem as células diferenciadas. 24 LINHAGEM CELULAR A linhagem celular conta a história das células; Corresponde ao “pedigree”/ “heredograma” GENEALOGIA DAS CÉLULAS; As células menos especializadas geram as células mais especializadas da linhagem celular. 25 Início da linhagem celular células menos diferenciadas (menos comprometidas) Final da linhagem celular células mais diferenciadas (mais comprometidas) 26 LINHAGEM CELULAR Caenorhabditis elegans Nematoide (Nematoda) de solo não parasita com 1,5mm de comprimento (adulto). Eucarioto multicelular simples; Ciclo de vida conseguido em poucos dias; Hermafrodita gera em torno de 300 indivíduos por autofertilização. Mas tb pode ocorrer reprodução sexuada; Transparente possibilita acompanhar todas fases do desenvolvimento; Se alimenta de bactéria E coli em placa de ágar e pode ser congelado e descongelado. Genética reversa; Número de céls determinado (fêmea/ 959 e macho/ 1,031); Linhagem celular inflexível de um indivíduo para outro o que possibilitou mapa celular do desenvolvimento. 27 28 Caenorhabditis elegans 29 Caenorhabditis elegans 30 LINHAGEM CELULAR ESPERMATOGÊNESE 31 LINHAGEM CELULAR Pergunta que não quer calar: Como as proteínas vão sendo diferencialmente geradas ao longo da linhagem celular? Slide 1 Slide 2: BIOLOGIA DO DESESENVOLVIMENTO Slide 3: MODELO DA CASCA DE CEBOLA Slide 4: TECIDO Slide 5: TECIDO Slide 6 Slide 7: INTEGRANDO NÍVEIS de ORGANIZAÇÃO Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11: QUAL O NÍVEL MAIS REPRESENTATIVO DA VIDA? Slide 12: CÉLULA Slide 13: CÉLULA Slide 14: CÉLULA Slide 15: CÉLULA Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19: CÉLULAS ESPECIALIZADAS (DIFERENCIADAS) REALIZAM FUNÇÕES PARTICULARES Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23: MAS, Slide 24: LINHAGEM CELULAR Slide 25: LINHAGEM CELULAR Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31
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