Aula células germinativas

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS BIOMEDICINA
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO 
SEXO
2013/1
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
REPRODUÇÃO SEXUADA
- Células germinativas (gametas)‏
- Células somáticas 
CÉLULAS GERMINATIVAS ESPECIFICADAS INÍCIO DO PROCESSO
 * SPTZ e ÓVULO
 *MEIOSE
 * ÓVULO: NUTRIENTES OU
 PROVEM O NECESSÁRIO PARA DESENVOLVIMENTO
 *EVIDENCIAS: REPRESSÃO DE SINAIS INDUTIVOS GERAL DE TRANSCRIÇÃO 
 
 * APÓS ESPECIFICAÇÃO MIGRAÇÃO PARA GÔNADAS
Diferenças
Hydra: brotamento
 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Especificação das células germinativas: **
- determinantes citoplasmáticos localizados no óvulo
- controle da localização dos determinantes: células que envolvem o oócito
 mamíferos (diferente!!): especificadas por interações celulares em estágios embrionários mais tardios
 células germinativas desenvolvem-se distantes das gônadas e depois migram
Mamíferos:
1- interações intercelulares especificam células germinativas em estágio mais tardio,
2- processo de determinação, 
3- migram para gônadas (células germinativas diplóides: meiose – óvulo e sptz hapólides) 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
10-1-modulosrecorrente.blogspot.com/.../default
Ligação zona pelúcida 
Fusão das membranas 
Núcleo sptz entra no citoplasma do óvulo 
Reação acrossômica 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Especificação precoce: alguns animais possuem determinantes citoplasmáticos presentes no ovo: Plasma germinal 
- modelos: moscas, rã e nematódeos
- células germinativas primordiais: células polares 
- nematódeos: linhagem germinativa especificada a partir da quarta divisão de clivagem 
 (envolve células da linhagem P, genes pgl-1, pie-1)‏
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Drosophila
- plasma polar localiza-se na extremidade posterior do ovo
- genes maternos envolvidos na formação do plasma polar
 oskar : montagem do plasma polar
- gene oskar inicia a especificação de células germinativas
 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Crescimento embrionário pré-programado 
- genes pré-programado (imprinted) nos óvulos e sptz: a atividade do mesmo gene é diferente dependendo da origem (paterna ou materna)‏
- gametas maduros: diferenciação celular
 capazes de controlar o desenvolvimento embrião
-/- 21 genes pré-programados (camundongos), ex: Igf2 e H 19
- imprinting inapropriado: anormalidades
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Xenopus: evidencia de plasma germinal
- após fecundação, fragmentos de citoplasma livre de vitelo agregam-se no pólo vegetal vitelínico
- clivagem: esse citoplasma livre é distribuído assimetricamente nas células-filhas
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Fecundação 
- fusão do óvulo e sptz
- presença de estruturas especializadas
*Ouriço-do-mar:
1- primeiro bloqueio rápido e parcial (despolarização transitória da membrana plasmática)‏
2- segundo: liberação do conteúdo dos grânulos corticais no exterior (formando membrana de fecundação impenetrável)‏
- íons cálcio livres se espalham a partir do sítio de fusão do sptz
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Determinação do fenótipo sexual
- fenótipo sexual fixado geneticamente na fecundação pelo conteúdo cromossômico dos gametas (fusão = ovo fecundado) 
- mamíferos, nematódeos e Drosophila: 
 o sexo determinado pelo cromossomo Y
 machos: XY e fêmeas: XX
- aligatores: sexo determinado pela TA incubação
 do embrião
- peixes adultos: troca de sexo (resposta condições 
ambiente)‏
 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Fecundação 
- fusão do ovo e sptz
- presença de estruturas especializadas
*mamíferos:
1 - moléculas da zona pelúcida: ligação inicial do sptz
2 - liberação do conteúdo do acrossomo: facilita a penetração nas camadas que envolvem o ovo
3 - um sptz penetra: bloqueio da polispermia
4 - fecundação
5 - desencadeia divisão meiótica 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
biologia-luciano.blogspot.com/.../fecundao.html
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Fecundação (mamíferos)‏
atividade hialuronidase na superfície sptz
 penetração sptz
ligação à zona pelúcida 
indução: reação acrossômica no sptz
enzimas liberadas pelo acrossomo
fusão: membrana plasmática do sptz e ovo
[ ] cálcio: bloqueio polispermia
liberação do núcleo do sptz no citoplasma
Zigoto completa meiose
 desenvolvimento iniciado
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Masculino e Feminino
Pepeu Gomes
Composição: (Baby Consuelo, Didi Gomes e Pepeu Gomes)‏
....
Ser um homem feminino
Não fere o meu lado masculino
Se Deus é menina e menino
Sou Masculino e Feminino...
Olhei tudo que aprendi
E um belo dia eu vi...
Que ser um homem feminino
Não fere o meu lado masculino
Se Deus é menina e menino
Sou Masculino e Feminino...
 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Determinação do fenótipo sexual (mamíferos)‏
- sexo genético: definido na concepção
- cromossomo Y: desenvolvimento células somáticas das gônadas (testículos)‏
- estudos
 síndromes: desenvolvimento sexual anormal
 comportamento sexo-específico (ambiente hormonal tem efeitos sobre o cérebro):ex. Castração pós nascimento 
 
- sexo das gônadas: determinado geneticamente
 demais células do corpo: neutras, independente do sexo cromossômico
 testículos: efeito na diferenciação sexual de células somáticas, somente quando secreção testosterona
 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Desenvolvimento células germinativas
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Determinação do fenótipo sexual: conteúdo cromossômico dos gametas 
mamíferos:
- presença de cromossomo Y: testículos secretam substância mülleriano-inibitória: suprime o desenvolvimento feminino 
- especificação (testículo): controle gene SRY (humanos) e Sry (camundongos) 
- síndrome de Klinefelter (XXY) síndrome de Tuner (X0)‏
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Hormônios gonadais: regulam o fenótipo sexual
- rota inicial: desenvolvimento sexual neutro
- presença do cromossomo Y: testículos e hormônios
- gônadas / mesonefro – formação de órgãos reprodutivos
 expressão Sry = diferenciação das células de Sertoli
 Sox9 = desenvolvimento das células de Sertoli
 secreção subst. Mülleriano-inibitória = regressão ductos müllerianos (apoptose)‏
 sinalização Wnt-4 = reprime produção testosterona
 gene Sry = reprime expressão de Wnt-4
 expressão de FGF-9 = diferenciação das células de Sertoli
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Hormônios gonadais: regulam o fenótipo sexual
- gônadas / mesonefro – formação de órgãos reprodutivos
 
mesonefros + ductos wolffianos + ductos müllerianos – estendem ao ânus
fêmeas: ductos müllerianos ovidutos (trompas): transporte óvulos
 ductos wolffianos degeneram 
machos:
 células testículos secretam substância mülleriano-inibitória 
 degenera ductos müllerianos
 ductos wolffianostornam-se canais deferentes: transporte 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Migração das células germinativas para gônada
- rota de migração é controlada pelo ambiente
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Figura 1. Patologias decorrentes de distúrbios no processo de determinação e diferenciação gonadal. Modelo da “cascata” de genes envolvidos na determinação do sexo [adaptada de Harley e cols. (113)]. As posições dos vários genes que são considerados importantes controladores dos processos de determinação e diferenciação gonadal, são mostradas na figura. Mello; Assumpção; Hacke. Genes na Determinação e Diferenciação do Sexo. Arq Bras Endocrinol Metab v. 49, n.1, 2005.
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
 Drosophila 
- cromossomos X e Y
- n. de cromossomos X: determinante sexual (e não a presença de Y)‏
- determinação sexual: autônoma (especificada célula por célula). Não existe controle hormonal como em vertebrados.
- sinal sexual primário
 atua em dispositivo interruptor genético
 expressão de genes efetores
 diferenciação das células somáticas
- XX: proteína Sex-lethal/gene Sex-lethal = fêmea
- genes: transformer
 doublesex
 fruitless
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
DROSOPHILA
FECUNDAÇÃO
CLIVAGEM = FORMAÇÃO DO SINCÍCIO
MIGRAÇÃO DOS NÚCLEOS PARA A PERIFERIA
BLASTODERMA SINCICIAL ACELULAR
BLASTODERMA CELULAR
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
Produtos dos genes numeradores dos cromossomos X, dos genes autossômicos e fatores especificados maternalmente:
 controle da determinação sexual em Drosophila 
CÉLULAS GERMINATIVAS FECUNDAÇÃO SEXO
 Caenorhabditis elegans
- gene XO lethal: inativado (hermafrodita)‏
 ativado (macho)‏
- expressão sexo-específica gene
 transformer-1
- desenvolvimento órgãos reprodutores
 e fenótipo sexual
- fenótipo determinado interações
célula-célula