Diferenciação celular

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12/8/2011
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Unidade 3 –
Diferenciação celular
Prof. Christiano Bittencourt Machado, Ph.D.
Universidade Estácio de Sá
SDE0004 – Biologia Celular
Fisioterapeuta – Universidade Estácio de Sá – Campus Friburgo
Doutor em Física Acústica – Universidade de Paris 6 – França
Doutor em Engenharia Biomédica – COPPE/UFRJ
Diferenciação celular
• Diferenciação celular � consiste basicamente no 
processo de especialização das células, as quais 
passam a exercer, com grande eficiência, funções 
específicas;
• Os numerosos tipos celulares que constituem um 
animal adulto derivam de uma única fonte 
unicelular: o zigoto (célula de potencial máximo –
totipotente);
• Diferença diferenciação x potencialidade:
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– Diferenciação celular: é o grau de especialização da 
célula;
– Potencialidade celular: é a capacidade que a célula 
tem de originar outros tipos celulares.
• Em qualquer célula, quanto maior for a 
potencialidade, menor será a diferenciação, e 
vice-versa;
• As primeiras células embrionárias (blastômeros) 
da maioria das espécies animais podem originar 
qualquer tipo celular:
– São células totipotentes: 100% de potencialidade, 
grau zero de diferenciação.
• Por outro lado, tem-se as células nervosas, as 
do cristalino do globo ocular e as do músculo 
cardíaco, que perderam até a capacidade de 
divisão mitótica, não podendo originar sequer 
outras células iguais � 100% diferenciadas e 
sua potencialidade é grau zero.
• O caminho que conduz uma célula, desde o 
estado embrionário até a especialização, 
consiste em uma sequência de expressões e 
repressões gênicas controladas.
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• A biologia do desenvolvimento pesquisa a 
diferenciação na embriogênese;
• Nos animais, a diferenciação celular começa na 
fase embrionária da gástrula:
– O primeiro instante em que podemos observar o 
compromisso das células embrionárias com um 
programa de diferenciação é durante a gastrulação, 
que ocorre após a clivagem.
– O zigoto sofre clivagens, aumentando o número de 
células sem alterar o volume total. Ao final do 
processo, forma-se o blastocisto, com uma cavidade 
interna (blastocele) e uma massa celular interna;
– As células que compõem este último irão formar o 
embrião propriamente dito.
• A diferenciação celular é controlada por 
fatores intracelulares e extracelulares, 
requerendo portanto intensa comunicação 
célula-célula e célula-ambiente;
• A diferenciação celular continua no organismo 
adulto (exemplos):
– No momento do nascimento, os rins e o fígado 
não estão completamente diferenciados;
– O sistema nervoso não se encontra desenvolvido 
por completo.
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Células tronco (Stem cells)
• Células-tronco� pouco diferenciadas que se 
dividem continuadamente durante toda a vida 
do organismo, produzindo células que 
poderiam gerar outras irreversivelmente 
diferenciadas;
– Assim, a principal função das células-tronco é 
manter uma reserva celular constante que pode 
diferenciar-se em tipos especializados, conforme o 
tecido considerado;
– São ditas multipotentes (podem derivar vários 
tipos celulares).
• Em geral, as células-tronco já expressam genes 
que determinam seus destinos (genes 
marcadores), conforme os tecidos em que 
estão localizadas;
• Entre os pesquisadores, duas fontes de células 
tronco têm gerado particular interesse:
– Tecido nervoso
– Medula óssea
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• Clonagem
da ovelha 
Dolly (1996):
• Há três possibilidades de extração de células-
tronco:
– Embrionárias – são encontradas no embrião humano 
e são classificadas como totipotentes, devido ao seu 
poder de diferenciação celular de outros tecidos;
– Adultas – são encontradas em diversos tecidos, como 
a medula óssea, sangue, fígado, cordão umbilical, 
placenta, e outros.
• Estudos recentes mostram que estas células-tronco têm 
uma limitação na sua capacidade de diferenciação, o que 
dá uma limitação de obtenção de tecidos a partir delas. 
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– Mesenquimais – população de células do estroma do 
tecido (parte que dá sustentação às células), têm a 
capacidade de se diferenciar em diversos tecidos;
• Por conta desta plasticidade, essas células têm sido 
utilizadas para reparar ou regenerar tecidos danificados 
como ósseo, cartilaginoso, hepático, cardíaco e neural;
• Além disso, essas células apresentam uma poderosa 
atividade imunosupressora, o que abre a possibilidade de 
sua aplicação clínica em doenças imuno-mediadas, como as 
auto-imunes e também nas rejeições aos transplantes;
• Em adultos, residem principalmente na medula óssea e no 
tecido adiposo. 
ESTUDO DIRIGIDO
1) Diferencie diferenciação de potencialidade celular.
2) Por que os blastômeros são chamados de células totipotentes?
3) O que são células tronco? Em quais tecidos elas são mais pesquisadas 
atualmente?
4) Explique como ocorreu a clonagem da ovelha Dolly, em 1996.
5) Quais são as formas de extração de células-tronco no homem?