Diferenciação celular

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08/04/2010
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Diferenciação Celular
Distribuição de funções entre as células
� Células passam a exercer com grande eficiência funções
que outras células também realizam, mas com eficiência
menor
• Contratibilidade � célula muscular
• Secreção � célula glandular
• Condução de impulsos � célula nervosa
• Revestimento � célula epitelial
PROCESSO DE DIFERENCIAÇÃO � iniciou com o
aparecimento dos seres multicelulares, ocorreu
gradativamente durante a evolução e se repete na
embriogênese.
DIFERENCIAÇÃO
Aumenta a eficiência 
do conjunto
Torna as células 
DEPENDENTES umas
das outras
Ser humano adulto ⇒1013 células ⇒ cerca de 200 tipos de 
células diferentes
⇒ todas as células são derivadas de uma única célula (zigoto)
por sucessivas divisões mitóticas
Zigoto � divisões mitóticas � mórula � blástula
�
gastrulação
GASTRULAÇÃO:
1) Intensa síntese de RNA e proteínas -
crescimento do embrião - antes da gastrulação
não ocorre transcrição nem tradução da
informação genética;
2) Movimentos celulares intensos - origem dos 3
folhetos embrionários;
3) DETERMINAÇÃO DO DESTINO CELULAR -
ocorre o início da diferenciação celular
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Na diferenciação celular ocorre:
modificações moleculares e morfológicas;
� complexidade celular;
organelas - variam em quantidade e qualidade 
nas diferentes células;
DIFERENCIAÇÃO X POTENCIALIDADE
Diferenciação - grau de especialidade da célula;
Potencialidade - capacidade celular de originar
outros tipos celulares;
� Quanto maior a potencialidade, menor a
diferenciação celular;
� Quanto menor a potencialidade, maior a
diferenciação celular ;
Ex.
Óvulo – pode originar qualquer tipo celular;
100% de potencialidade 
0% de diferenciação
Células Nervosas – perdem até mesmo a 
capacidade de se dividirem;
100% de diferenciação 
0% de potencialidade 
DIFERENCIAÇÃO X CAPACIDADE DE DIVISÃO
• Células muito diferenciadas se dividem POUCO
Células de embriões (pouco diferenciadas)
�
se dividem muito
Células nervosas (muito diferenciadas)
�
não se multiplicam
** exemplos extremos
Se todas as células de um mesmo animal
possuem toda a informação genética, por que uma
célula nervosa não produz queratina como uma
célula da pele, ou por que uma célula muscular não
secreta proteínas como uma célula de glândula
salivar?
O que dirige a diferenciação celular é o 
PROGRAMA GENÉTICO NO DNA
Questão
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Células especializadas SÓ EXPRESSAM as
informações do DNA que estão relacionadas com
sua especialização
Diferentes porções do DNA são reprimidas em
diferentes células
EXPRESSÃO GÊNICA CONTROLADA
Controle da expressão gênica seria por perda de
DNA durante a diferenciação?? Não -
experimentos com girinos
EXPRESSÃO GÊNICA CONTROLADA
����
Ativação de certos genes e inativação de outros
** Apenas determinados genes são transcritos**
Além disso:
- RNAm diferem também pelo processo de “splicing”;
- estabilidade do RNAm;
- controle de quais RNAm serão traduzidos;
- controle da atividade da proteína após a tradução;
Para a maioria dos genes o CONTROLE DA TRANSCRIÇÃO
É O MAIS IMPORTANTE
Assim:
- Células β do pâncreas � produzem insulina
- Células α do pâncreas � produzem glucagon
- Linfócitos � únicas células que sintetizam anticorpos
- Eritroblastos � únicas células que sintetizam hemoglobina
** Em cada caso, a célula está usando somente alguns genes
de seu repertório total
DIFERENCIAÇÃO � diferenças na forma e função
CONTROLE DA TRANSCRIÇÃO:
- Proteínas regulatórias se ligam em seqüências específicas 
de DNA:
** proteínas REPRESSORAS “desligam” o gene;
** proteínas ATIVADORAS “ligam” o gene.
Ação de Proteína Repressora
Ação de Proteína Ativadora
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FATORES CONTROLADORES DA DIFERENCIAÇÃO
- Intrínsecos: nas próprias células em diferenciação;
- Extrínsecos: sinais provenientes de outras células, 
matriz extracelular ou meio ambiente
INTRÍNSECOS - derivam do programa existente no DNA da
célula ou de material acumulado no seu
citoplasma.
** Testes com células musculares precursoras em cultura �
se diferenciam por si mesmas em fibras musculares
diferenciadas
�
De alguma maneira a célula por si só possui uma pré-
programação no seu DNA de quais genes devem ser ativados
ou reprimidos.
EXTRÍNSECOS
1) De outras células ou da matriz extracelular - por meio de 
sinais químicos, que são moléculas que transmitem uma 
mensagem.
EXEMPLOS:
a) A notocorda induz o ectoderma que a recobre a formar a 
placa neural;
b) Glândulas salivares só se formam se estiverem em 
contato com o tecido conjuntivo embrionário.
Estes exemplos mostram que existem SINAIS QUÍMICOS
que são produzidos em um tecido e são enviados para outro 
tecido, para que este se diferencie. 
SINAISSINAIS QUÍMICOSQUÍMICOS podem vir de células distantes são
HORMÔNIOS, FATORES DE CRESCIMENTO, etc...
Estes inúmeros SINAIS QUÍMICOS podem ATIVAR ou
INIBIR genes � o processo de diferenciação torna-se
extremamente COMPLEXO.
2) Fatores ambientais
a) Raio X e radioatividade
Causam efeitos deletérios sobre a diferenciação dos
embriões e fetos, causando malformações diversas
** É preciso evitar a exposição de mulheres grávidas ao raio-
X
b) Drogas, substâncias poluentes e medicamentos 
- podem produzir malformações
** Procura-se evitar o uso indiscriminado de medicamentos 
durante a gravidez.
c) Infecções virais
- a rubéola é a mais conhecida doença viral que provoca 
malformações no feto, como surdez e cegueira.
� Estes fatores (agentes teratogênicos) agem 
principalmente durante os 3 primeiros meses de gestação, 
período onde ocorrem os processos de diferenciação com 
maior freqüência e intensidade.
DIFERENCIAÇÃO CELULAR � processo que continua após o 
nascimento
Após o nascimento � várias partes do organismos 
encontram-se em diferentes fases de desenvolvimento, e 
completam a diferenciação em ritmo diferente.
a) RINS: logo depois do nascimento, os rins não respondem ao 
hormônio antidiurético;
b) FÍGADO: não é capaz de metabolizar a bilirrubina
c) SISTEMA NERVOSO: conexões entre os neurônios não é 
completa ao nascer, e a mielinização dos axônios se completa 
apenas após 2 anos de vida
DIFERENCIAÇÃO CELULAR
em alguns tecidos continua na vida adulta
** Muitas células diferenciadas que necessitam de 
substituição contínua são incapazes de se dividir - células 
terminalmente diferenciadas.
Exemplos: Células vermelhas do sangue
Células da superfície da epiderme
Células que revestem o intestino
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As células terminalmente diferenciadas são 
produzidas de um estoque de 
CÉLULAS PRECURSORAS
CÉLULAS TRONCO
Células pouco diferenciadas, que se dividem 
continuamente durante a vida do animal, produzindo 
mais células tronco e outras células que se tornam 
diferenciadas
a) Produção das células do sangue (hematopoiese)
CÉLULAS TRONCO DA MEDULA ÓSSEA VERMELHA
CÉLULAS LINFÓIDES CÉLULAS MIELÓIDES
Migram para o baço, timo, Permanecem na medula
linfonodos e tonsilas óssea vermelha
Várias fases de divisão celular, formando células cada vez 
mais diferenciadas
Geram os linfócitos Geram granulócitos, monócitos
hemáceas e megacariócitos
b) Produção de células do revestimento intestinal
As células-tronco produzem células
absorventes e caliciformes do epitélio intestinal, e
se localizam no fundo das criptas;
Novas células absorventes e caliciformes são
geradas nas criptas e são conduzidas à superfície
das vilosidades, onde morrem e são substituídas (3-
5 dias);
c) Produção de células da epiderme
Células-tronco da epiderme estão aderidas à
lâmina basal;
As novas células se diferenciam ao se
dirigirem para o exterior.
** Proliferação e diferenciação das células-tronco
permitem crescimento e reparo dos tecidos
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** Diferenciação da glândula mamária em mulher
adulta (por estimulo hormonal);
• O processo de diferenciação das glândulas
mamárias estaciona na fase inicial, e reinicia na
gravidez formando ácinos.
• As células da glândula mamária só completam suadiferenciação na gravidez, e esta diferenciação
é reversível após a lactação
DIFERENCIAÇÃO CELULAR E CÂNCER
Células normais:
- devem dividir-se quando necessário;
- devem manter uma especialização apropriada;
- devem ocupar um lugar apropriado.
� Se uma única célula do corpo apresentar 
comportamento anormal - não há dano;
� Quando uma única célula sofre uma alteração 
genética que lhe permite sobreviver e se dividir -
expansão de um clone anormal de células� CÂNCER
** As mutações não destroem as células mutantes, 
pelo contrário, garantem uma vantagem competitiva 
sobre as células vizinhas normais.
Células anormais:
a) reproduzem-se apesar dos impedimentos normais;
b) invadem e colonizam outros territórios 
pertencentes a outras células.
a - tumor benigno - células permanecem como uma 
massa única
a + b - tumor maligno ou câncer - propriedade 
invasiva/metástases
CÂNCER � doença genética causada por mutações 
em células somáticas
ONCOGENES � resultado de uma mutação -
ganho de função.
Ex: produção de um receptor para divisão / célula 
reconhece comando errado
� deleção de um gene - perda de função
Ex: gene que mantinha a proliferação celular 
é perdido
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Em células dos tumores malignos 
genes se expressam de maneira ANORMAL e 
INSTÁVEL 
� Vários tumores apresentam genes ativados que 
não seriam expressos em um tecido normal.
DIFERENCIAÇÃO CELULAR DIFERENCIAÇÃO CELULAR 
DAS CÉLULAS FORMADORAS DAS CÉLULAS FORMADORAS 
DA ESTRUTURA DENTÁRIADA ESTRUTURA DENTÁRIA
Fases de formação do dente:
- Fase de botão
- Fase de capuz
- Fase de campânula
- Fase de coroa 
- Fase de raiz
� Inicia o processo de 
diferenciação das células 
formadoras do dente
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FASE DE CAMPÂNULA
- germe dentário apresenta aspecto de um sino;
- nesta fase diminui a divisão celular no germe dentário e nas 
células ectomesenquimais;
- INICIA O PROCESSO DE DIFERENCIAÇÃO:
1º) ** células do EEOE se tornam pavimentosas
** células do EIOE se tornam cilíndricas baixas
2º) ** células do EIOE se tornam cilíndricas altas
� inversão de polaridade das células
�
o núcleo se posiciona no lado oposto à papila dentária
PRÉ-AMELOBLASTOS
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PRÉ-AMELOBLASTOS induzem as células ectomesenquimais
da periferia da papila dentária a se diferenciarem em 
ODONTOBLASTOS
↓↓↓↓
PASSAM A SECRETAR A PRIMEIRA CAMADA DE DENTINA
↓
A presença desta matriz de dentina e os contatos dos 
odontoblastos com os pré-ameloblastos desencadeiam a 
diferenciação final dos pré-ameloblastos em AMELOBLASTOS
A diferenciação de odontoblastos e de ameloblastos resulta da
INDUÇÃO RECÍPROCA
↓↓↓↓
Interações entre as células do epitélio (ameloblastos) e do 
ectomesênquima (odontoblastos)
A dentinogênese (formação de dentina) inicia-se
antes da amelogênese (formação de esmalte)
FIM!