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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Aula 12: Diferenciação Celular AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Importância da Diferenciação celular • Em seres pluricelulares existe uma divisão do trabalho entre as células. • A distribuição de funções entre as células é consequência da diferenciação celular. • A diferenciação celular leva ao surgimento de células especializadas para realizar determinadas funções com grande eficiência. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Conceito de Diferenciação • A diferenciação celular é um conjunto de processos que transforma uma célula indiferenciada em uma célula especializada. • Diferenciação de uma célula é seu grau de especialização. • Quanto maior a diferenciação, maior é sua especialização. Célula indiferenciada Célula diferenciada em neurônio AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Conceito de Potencialidade celular • Potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar outros tipos celulares. • Células que apresentam grande diferenciação têm pouca potencialidade e vice-versa. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Graus de Potencialidade celular Quanto à sua potencialidade as células podem ser: • Oligopotentes • Unipotentes • Totipotentes • Pluripotentes AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em animais • Nos animais a diferenciação celular começa durante o desenvolvimento embrionário. • Todos os animais se formam a partir de uma célula totalmente indiferenciada: o zigoto. • O zigoto é a célula que possui grau máximo de potencialidade, podendo originar qualquer célula do corpo de um indivíduo. Zigoto Diferenciação 2 células AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em animais • Nos animais a diferenciação celular começa durante o desenvolvimento embrionário. • Todos os animais se formam a partir de uma célula totalmente indiferenciada: o zigoto. • O zigoto é a célula que possui grau máximo de potencialidade, podendo originar qualquer célula do corpo de um indivíduo. Zigoto Diferenciação 2 células Clique aqui para assistir a Fecundação - Nidação. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular na gastrulação • A gastrulação é o primeiro momento do desenvolvimento embrionário em que ocorre diferenciação celular. • As células resultantes das divisões do zigoto se diferenciam em três folhetos embrionários. Folheto Embrionário Tecidos adultos Ectoderma Tecido nervoso e epitelial (pele) Mesoderma Tecidos conjuntivos, musculares, sanguíneo e epitelial Endoderma Tecidos epiteliais (sistema digestório e respiratório) AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Biologia do Desenvolvimento Distribuição de genes Hox de um embrião de rato A Biologia do Desenvolvimento é a ciência que estuda os eventos regulatórios da diferenciação celular durante a embriogênese. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Biologia do Desenvolvimento Distribuição de genes Hox de um embrião de rato A Biologia do Desenvolvimento é a ciência que estuda os eventos regulatórios da diferenciação celular durante a embriogênese. Clique aqui para assistir a Fecundação – Diferenciação celular. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes. • O controle é, portanto, transcricional, pois interfere na transcrição dos genes. • O controle transcricional é específico para cada tipo de célula e varia do silenciamento total de um gene até sutis diferenças na atividade transcricional. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular DNA mRNA Proteína Transcrição Replicação Tradução AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular • Em um eritroblasto são mantidas as funções dos genes envolvidos na produção de hemoglobina, enquanto muitos outros são inativados. • Em um neurônio, embora existam os genes que produzem a hemoglobina, não há produção desta proteína, mas produzem outras importante para exercer a sua função. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular • Células musculares são diferentes das células nervosas porque os genes ativos são diferentes. • O cromossomo X inativado nas fêmeas é um exemplo de inativação gênica como a que ocorre na diferenciação celular, por compactação da cromatina. • A inativação gênica também pode ocorrer por metilação de nucleotídeos do DNA. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular • As células também fazem um controle pós-transcricional dos genes, ou seja, entre a transcrição do RNAm e a tradução da proteína. • Este controle pode se dar por interferência no processamento do RNA; no transporte do RNA para o citoplasma e na tradução do RNAm. • É um controle mais rápido, respondendo às necessidades celulares imediatas. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Processamento do mRNA AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular • Os fatores que interferem na diferenciação celular podem ser intracelulares ou extracelulares. • Requer uma intensa comunicação entre as células e o ambiente. Os fatores intracelulares derivam do programa que existe no DNA da célula. • Participam inúmeras substâncias chamadas de fatores de transcrição, que se ligam a locais específicos do DNA permitindo a transcrição de determinados genes. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Produto de um gene modulando a expressão gênica AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Os fatores extracelulares, ou extrínsecos, podem ser provenientes: • De outras células • Da matriz extracelular • Do ambiente AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular A sinalização entre as células ocorre por meio de substâncias secretadas por uma célula que vai se ligar a um receptor na célula-alvo e induzir a sua diferenciação. A sinalização pode ser: • Por meio do contato célula-célula • Comunicação parácrina • Comunicação por meio de um hormônio • Sinalização por intermédio de um neurotransmissor AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos • A diferenciação celular também ocorre após o desenvolvimento embrionário. • Muitos órgãos e tecidos abrigam células com capacidade de se diferenciar em outras, mesmo após o término de sua formação. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos A diferenciação das células-tronco hematopoiética AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos A diferenciação das células-tronco hematopoiética AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular reversível • A diferenciação celular não é um processo irreversível. • É possível promover uma desprogramação nuclear, em que todos os genes são ativados, voltando a ser uma célula embrionária. • No processo de regeneração, como no fígado, por exemplo, também ocorrea desprogramação nuclear das células. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular reversível Ovelha Dolly AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Exercício 1) (CESGRANRIO) Na embriogênese, a partir dos três folhetos iniciais, vão surgindo por diferenciação celular os tecidos embrionários e destes resultarão os tecidos definitivos, que formarão os órgãos e todas as partes do corpo. Assinale a opção que associa corretamente a estrutura presente em vertebrados e o folheto embrionário que lhe deu origem. a) Ectoderma – sistema nervoso, Mesoderma – tecido conjuntivo, Endoderma – pulmões. b) Ectoderma – músculos, Mesoderma – pâncreas, Endoderma – epiderme. c) Ectoderma – sistema urinário, Mesoderma – bexiga, Endoderma – músculos. d) Ectoderma – pulmões, Mesoderma – sistema urinário, Endoderma – sistema nervoso. e) Ectoderma – tecido conjuntivo, Mesoderma – epiderme, Endoderma – pâncreas. AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Exercício 1) (FATEC) A seguir temos duas afirmações, podendo a segunda ser uma razão para a primeira. 1ª Afirmação: O cérebro, o cerebelo, os nervos e as glândulas sudoríparas originam-se da mesoderme PORQUE 2ª Afirmação: esse folheto embrionário apresenta diferenciação celulares que originarão a porção mais volumosa dos órgãos internos, os quais se desenvolverão no celoma, cavidade no meio da mesoderme. Assinale a alternativa correta. a) As duas afirmações são verdadeiras, e a segunda é uma justificativa da primeira. b) As duas afirmações são verdadeiras, e a segunda não é uma justificativa da primeira. c) A primeira afirmação é falsa, e a segunda é verdadeira. d) A primeira afirmação é verdadeira, e a segunda é falsa. e) As duas afirmações são falsas. AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Ler o capítulo 6 - Diferenciação celular, potencialidade e a biologia das células-tronco Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA.
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