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Divisão de trabalho entre as células e diferenciação celular No início a ordem é: “Crescei e multiplicai-vos.” Em seguida é: “Diferenciai-vos.” À medida que o organismo se forma, certas células passam a exercer, com mais eficiência, funções que outras células também realizam, porém com menor eficiência. Ex: todas as células são capazes de contrair seu citoplasma, no entanto, algumas células são capazes de se contrair muito mais do que outras. Consequentemente, surgem no embrião células especializadas em contração: AS CÉLULAS MUSCULARES. CÉLULAS SECRETORAS (diferenciadas para a secreção), CÉLULAS NERVOSAS (diferenciadas para condução de impulsos), CÉLULAS EPITELIAIS (diferenciadas para o revestimento) e etc... E este é o “preço” da diferenciação celular: AUMENTA A EFICIÊNCIA DO CONJUNTO TORNA AS CÉLULAS DEPENDENTES UMAS DAS OUTRAS 1. Início da síntese de proteínas e RNA, com conseqüente crescimento do embrião 2. Movimentos celulares intensos que originam os três folhetos germinativos 3. Fixação do destino das células embrionárias Pouquíssima síntese de RNA e proteínas NÃO OCORRE TRANSCRIÇÃO OU TRADUÇÃO DA INFORMAÇÃO DO GENOMA (DNA nuclear) Movimentos celulares intensos Formação dos 3 folhetos embrionários Fixação do destino das células embrionárias OCORRE A DETERMINAÇÃO DO FUTURO DAS CÉLULAS A diferenciação celular é o resultado de controles da expressão gênica (DNA), que tendem a promover modificações químicas e morfológicas na célula, aumentando a complexidade celular. Morfologicamente, as organelas se dispõem quantitativa e qualitativamente na célula, de forma a aumentar sua eficiência funcional. Ex: as mitocôndrias são abundantes e se concentram em áreas de alto consumo de energia; o RER, nas células que secretam proteínas... DIFERENCIAÇÃO: é o grau de especialização da célula POTENCIALIDADE: é a capacidade que a célula tem de originar outros tipos celulares especializados DIFERENCIAÇÃO CAPACIDADE DE DIVISÃO MITÓTICA Associações celulares e organização de tecidos CÉLULA TECIDOS ÓRGÃOS SISTEMAS ORGANISMO Unidade fundamental do corpo Associação de várias células semelhantes Junção de vários tecidos que realizam uma determinada função União de vários órgãos (sistema nervoso, linfático, esquelético, respiratório...) União de todos os sistemas Manutenção de um meio mais constante para o metabolismo e para trocas e interações entre as células. Diferenciação celular Manutenção do organismo assumidas por tipos celulares mais especializados. TECIDOS = CÉLULAS + ESPAÇO EXTRACELULAR MATRIZ EXTRACELULAR > 200 tipos celulares Os tecidos fundamentais nos animais são estes: Epitelial, Muscular, Nervoso e Conjuntivo. Especificação dos tecidos básicos Epitelial → revestimento da superfície externa do corpo (pele), os órgãos (fígado, pulmão e rins) e as cavidades corporais internas; Conjuntivo → constituído por células e abundante matriz extracelular, com função de preenchimento, sustentação e transporte de substâncias; Muscular → constituído por células com propriedades contráteis; Nervoso → formado por células que constituem o sistema nervoso central e periférico (o cérebro, a medula espinhal e os nervos). Qual é o comando que as células recebem para saber se vão ser células de fígado, osso, músculo ou sangue? MISTÉRIO... Conforme o embrião vai crescendo, as células começam a se diferenciar nos vários tecidos: muscular, nervoso, ósseo, sanguíneo, adiposo etc… Como a célula sabe que o destino dela é ser músculo e não osso, por exemplo? MISTÉRIO... O que sabemos é que uma vez diferenciada, todas as células-filha têm as mesmas características. Assim, células de fígado só originarão células hepáticas, células sanguíneas originarão células produtora de sangue e assim por diante. Estas células estão diferenciadas de modo terminal. Durante esse processo alguns genes são silenciados e outros permanecem ativos e isso é específico para cada tecido. Descobrir que genes estão ativos ou silenciados em cada tecido tem sido objeto de pesquisas. Mas como acontece o processo de diferenciação? Para que ocorra a diferenciação a célula deve parar de proliferar. A diferenciação depende de sinais provenientes de hormônios, da matriz extracelular, de contato entre células e de fatores de diferenciação chamados genericamente de citocinas. Esse fenômeno pode alterar a forma da célula, seus produtos, sua própria estrutura e as moléculas de sua superfície. Essas alterações refletirão no modo com que essa célula interage com outras células e com a matriz extracelular. Ela pode permanecer no lugar, proliferar ou migrar para outros tecidos ou outras regiões do tecido. ESPECIALIZAÇÃO DE UMA CÉLULA depende da mudança da expressão gênica e não na perda ou aquisição de genes. A diferença radical de caráter entre tipos celulares reflete a mudança estável de expressão gênica. Os controles que trazem tais mudanças evoluíram em células eucarióticas a um grau incomparável com células procarióticas, definindo a complexidade do comportamento celular que pode gerar um organismo multicelular organizado a partir de um simples ovo. Quais são os tecidos fundamentais? Tecido epitelial Tecido muscular Tecido nervoso Tecido conjuntivo Tecido epitelial É o maior tecido do organismo humano. Cobre todas as superfícies corporais, cavidades e órgãos. Várias funções: proteção, secreção, absorção, excreção, filtração, difusão, recepção sensorial, entre outras. As células se apresentam muito próximas umas às outras, com muito pouca matriz extracelular. As células epiteliais podem apresentar um superfície livre (sem contato com outras células). No lado oposto à superfície livre, a célula se liga ao tecido conjuntivo através da lâmina basal (formada por carboidratos e proteínas e secretada pelas células epiteliais e pelo tecido conjuntivo). Células epiteliais podem assumir várias formas: escamosa, cubóide ou colunar. Podem se arranjar em camada única ou em múltiplas camadas. As membranas celulares de células epiteliais apresentam também diversos tipos de especializações (aumentar a superfície de absorção, adesão, junção, comunicação e vedação entre células). De acordo com sua localização, podem ser classificadas em: Especializações apicais: microvilosidades, estereocílios. Especializações laterais: zônula de adesão, zônula de oclusão, interdigitações, desmosomas. Especializações basais: hemidesmossomas. Interação célula- matriz extracelular Se fôssemos seres do tamanho de moléculas e nos dirigíssemos a uma célula de um tecido animal, antes de alcançarmos ela, teríamos a sensação de estarmos andando por um emaranhado de galhos e cipós. A este emaranhado denominamos MATRIZ EXTRACELULAR. A matriz extracelular (MEC) é um emaranhado de componentes fibrosos e amorfos (proteínas e polissacarídeos) que se dispõem no espaço intercelular e que é sintetizado e secretado por células específicas. FUNÇÕES: Contribui para as propriedades mecânicas dos tecidos Mantém a forma das células Permite a adesão das células para formar ostecidos Permite a comunicação intercelular Modula fatores de crescimento, diferenciação e fisiologia celular A quantidade, composição e disposição depende do tecido considerado (abundante no tecido conjuntivo e escasso no nervoso, por exemplo). As principais macromoléculas que compõem a matriz extracelular são proteínas fibrosas (colágeno e elastina) embebidas em um gel hidrofílico de polissacarídeos associados ou não a proteínas. A quantidade, a escala e a natureza de cada uma dessas macromoléculas fazem a distinção de matrizes extracelulares. Dois tipos de componentes da MEC: 1) Aqueles constituídos por proteínas alongadas que se agregam formando estruturas fibrilares ou fibrosas colágeno e elastina (formam um arcabouço estrutural e elástico) FIBRAS ELÁSTICAS Apresentam a capacidade de se estenderem quando tracionadas, voltando logo depois ao seu comprimento normal. São constituídas por elastina e abundantes na pele, artérias e pulmões. Tendem a se degenerar com a idade, sendo responsáveis por rugas. O rompimento das fibras elásticas levam à formação das estrias. Dois tipos de componentes da MEC: 1) Aqueles constituídos por proteínas alongadas que se agregam formando estruturas fibrilares ou fibrosas colágeno e elastina (formam um arcabouço estrutural e elástico) 2) Aqueles que se agregam mas não formam fibrilas ou fibras: 2.1) glicoproteinas alongadas fibronectina e laminina (favorecem a adesão entre a matriz e as células) Representam uma família de glicoproteínas que se caracterizam por conter locais de adesão às células e a componentes fibrosos da matriz, servindo de pontes de união entre células e matriz fibrosa. Dois tipos de componentes da MEC: 1) Aqueles constituídos por proteínas alongadas que se agregam formando estruturas fibrilares ou fibrosas colágeno e elastina (formam um arcabouço estrutural e elástico) 2) Aqueles que se agregam mas não formam fibrilas ou fibras: 2.1) glicoproteinas alongadas fibronectina e laminina (favorecem a adesão entre a matriz e as células) 2.2) glicosaminoglicanas e proteoglicanas ácido hialurônico, dermatansulfato, condroitinsulfato (forma um gel hidratado – semifluido - no qual estão imersos os outros componentes da matriz) Importante no desenvolvimento embrionário, regeneração, cicatrização e interação com o colágeno (contribuindo para a firmeza do gel – turgor). Dois tipos de componentes da MEC: 1) Aqueles constituídos por proteínas alongadas que se agregam formando estruturas fibrilares ou fibrosas colágeno e elastina (formam um arcabouço estrutural e elástico) 2) Aqueles que se agregam mas não formam fibrilas ou fibras: 2.1) glicoproteinas alongadas fibronectina e laminina (favorecem a adesão entre a matriz e as células) 2.2) glicosaminoglicanas e proteoglicanas ácido hialurônico, dermatansulfato, condroitinsulfato (forma um gel hidratado – semifluido - no qual estão imersos os outros componentes da matriz) Importante na patologia de doenças: sua viscosidade retarda a penetração de microorganismos nos tecidos. Por isso, bactérias produzem enzimas (hialuronidases e colagenases, por exemplo) que digerem os componentes da matriz , permitindo sua rápida infiltração nos tecidos. LÂMINA BASAL É uma treliça de moléculas de colágeno embebida em mais de 30 proteínas, produzidos pelas células epiteliais e musculares (não por células do tecido conjuntivo). Neste caso, as moléculas de colágeno não se dispõem em feixes paralelos. Elas se formam uma malha tipo “tela de galinheiro”, com as moléculas proteicas entre as malhas. Além de servir de suporte e de filtro, o estudo da lâmina basal é importante porque para que as células de tumores malignos se propaguem no organismo é preciso que elas atravessem as lâminas basais dos epitélios e dos capilares para caírem na corrente sanguínea ou linfática, formando as metástases. Extensões celulares atravessando a lâmina basal – invasão de tecidos: esta capacidade invasiva é característica de tumores malignos.
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