Apostila "Desvendando As Células-Tronco"

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DESVENDANDO AS CÉLULAS-TRONCO: 
DOS SONHOS À REALIDADE 
 
16 a 20 de julho de 2007 
 
 
 
 
 
 
 
 
Centro de Estudos do Genoma Humano 
Depto. de Genética e Biologia Evolutiva 
Instituto de Biociências 
Universidade de São Paulo 
 
 
 
 
 
 
 
 
Docentes responsáveis: 
Profa. Dra. Eliana Maria Beluzzo Dessen 
Profa. Dra. Regina Célia Mingroni-Netto 
 2 
 INDICE 
 
Cronograma 03 
Apresentação do curso 04 
Portifólio como recurso de avaliação 06 
Textos de apoio 
As células eucarióticas e sua capacidade de diferenciação 08 
Diferenciação celular e o controle do gene eucariótico 10 
Sinalização celular 18 
O básico sobre células-tronco 24 
Clonagem 31 
Reprogamação celular 36 
Células-tronco: progressos científicos e o futuro das pesquisas 39 
Terapia celular – o uso de células-tronco no tratamento de doenças – 
etapas e questões geradas 42 
A polêmica das células-tronco.embrionárias 43 
Desvendando as raízes do câncer 48 
Células-tronco: mocinha e bandida 57 
Célula-tronco por encomenda 58 
Reprodução assistida 59 
Medula óssea e as células-tronco hematopoiéticas 61 
Transplante de medula óssea – uma terapia celular bem conhecida 63 
Colcha de retalho de leis 67 
O artigo 5o
Quando começa a vida? 77 
. Da lei No. 11.105, de 2005, não é inconstitucional 72 
Que vida, biológica ou moral? 79 
Glossário 81 
Atividades: 
Atividade de acolhimento e contrato pedagógico 85 
Levantamento de conceitos 87 
Estudo dirigido 1 – Identificação de conceitos relativos a células-tronco 88 
Atividade 1 – Diferenciação da hemácia 90 
Atividade 2 – um caso muito interessante de diferenciação celular 92 
Diferenciação no protozoário Naegleria grubei 94 
Diferenciação celular em tecido ósseo 96 
Atividade 3 – Diferenciação celular em tecido ósseo 98 
Atividade 4 – Diferenciação de células embrionárias: a formação do 
trofoblasto 99 
As primeiras mudanças morfológicas no embrião 101 
Atividade 5 – Desenvolvimento muscular 104 
Estudo dirigido 2 – Clonagem reprodutiva versus clonagem terapêutica 107 
Atividade 6 – Jogo das células-tronco 108 
Atividade 7 – Hematopoiese: seguindo uma via de diferenciação 118 
Atividade 8 – Regras para o debate 123 
Atividade 9 – Palavras cruzadas 124 
Anexos: 
 Respostas do estudo dirigido 2 – Clonagem 126 
 Gabarito da atividade 2 – Diferenciação no protozoário N. gruberi 126 
Solução das palavras cruzadas 128 
Bibliografia sobre câncer e células-tronco 129 
 3 
CRONOGRAMA 
 
 
 
Data Manhã 
 
Tarde 
 
16/07 
 
Acolhimento inicial.Apresentação do 
curso. 
 
Levantamento de conceitos. 
 
Estudo dirigido sobre células-tronco. 
 
 
Diferenciação celular. Oficinas. 
 
O gene eucariótico e sua regulação. 
 
Estruturação do debate sobre ética. 
 
 
17/07 
 
Sinalização celular. Oficinas. 
 
Células-tronco: definição, tipos e 
características. 
 
Clonagem reprodutiva versus 
clonagem terapêutica. 
 
Desdiferenciação celular. 
 
 
Diferenças entre células-tronco 
embrionárias e de adulto. 
 
Jogo sobre células-tronco. 
 
Palavras cruzadas. 
 
Preparação do debate 
 
18/07 
 
Câncer e células-tronco 
 
Reprodução assistida 
 
Preparação do debate. 
 
 
As doenças do sangue e 
transplantes de medula óssea. 
Oficina. 
 
Preparação do debate 
 
 
19/07 
 
Perspectivas da aplicação de 
células-tronco em doenças 
musculares. 
 
Filme Globo News. Discussão. 
 
 
Debate: A polêmica sobre a 
utilização de células-tronco 
embrionárias em terapia humana: 
aspectos legais e éticos. 
 
Discussão de situações problema. 
 
 
20/07 
 
Oficina de criação: Como abordar o 
tema células-tronco numa feira de 
ciências? 
 
Início da apresentação dos grupos. 
 
 
Apresentação dos grupos. 
 
Avaliação do curso. 
 
 
 4 
APRESENTAÇÃO DO CURSO 
Desvendando as células-tronco: dos sonhos à realidade 
 
 
Objetivos 
• Ampliar o universo conceitual significativo dos professores de ensino médio no que 
se refere a células-tronco e suas aplicações. 
• Capacitar o professor de ensino médio para acompanhar de maneira crítica a 
literatura de divulgação científica sobre o tema. 
• Utilizar o tema "células-tronco” como eixo para a integração de conceitos clássicos 
da Biologia Celular e Molecular, bem como ponto de referência para a análise e 
discussões no campo da bioética. 
• Considerar o papel do professor em sala de aula como "Agente disseminador” de 
temas que permeiam a discussão de valores éticos e sociais e que exigem um 
posicionamento crítico acerca de situações relacionadas à área de Ciências da 
Natureza e suas tecnologias. 
 
Conteúdo e Metodologia de desenvolvimento 
• Noções de diferenciação e sinalização celular. Relação genótipo-fenótipo. 
• Células-tronco: definição, potencialidade e plasticidade. Reprogramação celular. 
• Células-tronco embrionárias versus células-tronco de adultos. Potencialidades de 
uso e aplicações experimentais. 
• Terapia celular. Aplicações atuais. 
• Clonagem terapêutica versus clonagem reprodutiva. 
• Câncer e células-tronco. 
• Problemas legais e éticos decorrentes do uso de células-tronco. 
 
Estratégias e recursos tecnológicos 
A metodologia utilizada para desenvolver o conteúdo acima relacionado é variada, 
com ênfase em métodos não expositivos. Além de curtas apresentações orais dialogadas 
e de palestras de especialistas, diversas atividades didáticas/pedagógicas serão utilizadas 
como facilitadores da aprendizagem: (1) estudos dirigidos; (2) atividades presenciais 
como jogos didáticos ou oficinas (3) Debate, (4) animações demonstrativas de fenômenos 
biológicos, (5) discussão de artigos publicados pela mídia leiga, etc. 
 
Formas de acompanhamento e de avaliação dos participantes 
 
Avaliação 
A avaliação será constituída por duas ferramentas: 
• Avaliação formativa: elaboração de portifólio diário. O aluno deverá registrar as 
atividades desenvolvidas durante o dia e o seu envolvimento nas mesmas 
respondendo diariamente as seguintes questões: (1) O que aprendi hoje? O que 
as atividades me acrescentaram? (2) O que não foi adequado? Considerar nas 
respostas: o conteúdo da aula, as atividades e estratégias utilizadas, o 
relacionamento com o grupo e a própria participação. As respostas serão por 
escrito e entregues no final do dia. Um portfolio pode ser definido como um 
conjunto de diferentes tipos de documentos (anotações pessoais, experiências de 
aula, trabalhos pontuais, controles de aprendizagem, conexões com outros temas, 
fora da escola, representações visuais, etc.) que proporciona evidências de 
conhecimentos que foram sendo construídas durante o aprendizado, as 
estratégias utilizadas para aprender e a disposição de quem o elabora para 
continuar aprendendo. Devido à brevidade do curso o portifolio a ser elaborado 
diariamente no final de cada dia será mais sucinto e registrará o desenvolvimento 
 5 
do programa de ensino e as reflexões diárias do processo de aprendizagem de 
modo a que o estudante sinta a aprendizagem como algo próprio e não alienada 
de seus processos pessoais e coletivos. O portfolio nesse caso é entendido 
também como uma reconstrução de conhecimento. Ele não se caracteriza como 
algo descritivo, mas reflexivo. Todos os portifólios são lidos diariamente pelos 
docentes do curso que podem desse modo realizar um acompanhamento mais 
personalizado da aprendizagem de cada um dos alunos. 
• Avaliação final: Cada participante deverá fazer uma breve apresentação 
individual com relação a: (a) Quais os conteúdos/atividades desenvolvidas durante 
o curso que poderiam ser levadas para a escola? Por quê? (b) Deque maneira 
isso poderia ser feito? 
 
Relação Nominal dos professores 
Prof. Dra. Eliana Maria Beluzzo Dessen (professora responsável) 
 
Monitoria (mestrandos e doutorandos do Instituto de Biociências) 
Adriana Ribeiro de Oliveira Marques, 
Ana Carolina Susuki Dias Cintra, 
Fernando Nodari, 
Lúcia Teiceira Machado 
Paula Cristina Gorgueira Onofre 
Renato Chimaso dos Santos Yoshikawa, 
Silvio Ganika Higa, 
Vivian Lavander Mendonça 
 6 
PORTFÓLIO COMO RECURSO DE AVALIAÇÃO 
(adaptado de Hernandez, Fernando. Cultura visual, mudança educativa e projeto de trabalho. Porto 
Alegre, Artmed, 2000) 
 
A avaliação é um processo inerente ao processo de construção de conhecimento. 
Mais do que memorizar ou recordar informações ou aplicar fórmulas para resolver 
problemas, o objetivo do processo educativo se propõe a aprender a formular problemas e 
desenvolver a capacidade de buscar, organizar e interpretar a informação dando-lhe 
sentido e transformando-a em conhecimento. 
A avaliação compreende três formas de recolhimento de informações: 
• avaliação inicial, para perceber o conhecimento prévio de estudantes ao iniciarem 
o curso; 
• a avaliação formativa, que está na base do processo avaliador e não tem a 
finalidade de controlar ou qualificar, mas ajudar estudantes a “progredir no 
caminho do conhecimento”, e 
• a avaliação somativa, que é o processo de síntese, que “permite reconhecer se 
[as] os estudantes alcançaram os resultados esperados (...) e serve como 
passagem para dar credibilidade oficial aos conhecimentos adquiridos.” 
 
O portfólio representa uma possibilidade alternativa de avaliação, e pode ser, para 
algumas disciplinas, substituto das avaliações pontuais em forma de provas e exames. 
Na educação ele serve como possibilidade de indicar a trajetória de aprendizagem e 
de novas formas de avaliar o desenvolvimento do conhecimento. Uma das vantagens da 
realização do portfólio é a de perceber o desenvolvimento do programa de ensino e a 
participação mais ativa de estudantes, o que permite que sintam a aprendizagem como 
algo próprio e não alienada de seus processos pessoais e coletivos. 
O portfólio é uma forma de avaliação dinâmica realizada pelo próprio estudante e que 
reflete seu desenvolvimento e suas mudanças através do tempo “. Nele inclui-se a 
avaliação do processo, a maneira de encarar e de interpretar as experiências e os 
processos de aprendizagem”. 
 
Definição de um portfólio: 
Podemos definir um portfólio como um conjunto de diferentes tipos de documentos 
(anotações pessoais, experiências de aula, trabalhos pontuais, controles de 
aprendizagem, conexões com outros temas, fora da escola, representações visuais, etc.) 
que proporciona evidências de conhecimentos que foram sendo construídas, as 
estratégias utilizadas para aprender e a disposição de quem o elabora para continuar 
aprendendo. (...) Um portfoóio não significa apenas selecionar, ordenar evidências de 
aprendizagem e organiza-las num formato para serem apresentadas. (...) O que 
caracteriza definitivamente o portfólio como modalidade de avaliação não é tanto o seu 
formato físico (pasta, caixa, CD-ROM, etc.), mas sim a concepção de ensino e 
aprendizagem que veicula“. 
O portfólio não é a mera recopilação de apontamentos; mas pode ser entendido 
como uma reconstrução de conhecimento. Ele não se caracteriza como algo descritivo, 
mas reflexivo. Assim, um diário reflexivo é uma ferramenta importante para a sua 
realização 
 
Estabelecer as finalidades de aprendizagem por parte de cada estudante 
• Cada qual explicita o que pretende chegar a aprender. 
• Professora explicita os objetivos. 
• Uma possibilidade: extrair uma frase de cada apontamento de aula (ou leitura) e 
fazer um comentário reflexivo, representativo do que foi significativo. 
 
• Incluir experiências da sala de aula e de fora dela. 
 7 
• Pensar no grupo: o processo de aprendizagem é mais significativo se for 
proveitoso para todo o grupo. 
• Fazer um acordo público por escrito é conveniente e, se possível, presente na sala 
de aula como forma permanente de compromisso compartilhado. 
• Nomear as fontes relacionadas com o processo (não apenas fontes bibliográficas): 
as evidências de aprendizagem 
• Encontrar um fio condutor que organize a seleção das evidências que farão parte 
do portfólio 
• Ter presente as perguntas: o que aprendi? De que maneira aprendi? 
 
O portfólio é propriedade do estudante 
• O trabalho realizado no portfólio é memória de aprendizagem. 
• Cada portfólio é criação única, pois cada qual determina que evidências e que 
experiências devem ser incluídas e faz uma auto-avaliação do seu processo de 
formação. 
• Ele é parte do processo de aprendizagem de cada aluna e cada aluno. 
• Ele pode tornar-se público para compartilhar com o grupo e ajudar no processo 
coletivo de aprendizagem – “estudantes e docentes podem ir construindo um 
conhecimento compartilhado mais equilibrado” (p.170). 
 
Os componentes do portfólio 
a) O propósito 
• Diário reflexivo: falar sobre os temas, comentando-os, não de forma descritiva, 
mas de forma reflexiva - também com perguntas, questionamentos, dúvidas. 
• Não é mera recopilação dos apontamentos. 
• Estudantes explicitam como imaginam construir o seu portfólio. 
• Cada exemplo selecionado para dar evidência de seu progresso deve ser 
recolhido, criado e organizado de uma determinada forma para demonstrar sua 
avaliação. Ter presente o fio condutor mais a explicitação do porquê de ter 
selecionado cada evidência. 
 
 8 
 
AS CÉLULAS EUCARIÓTICAS E SUA CAPACIDADE DE DIFERENCIAÇÃO 
Regina Célila Mingroni Netto e Eliana Maria Beluzzo Dessen 
 
Nosso corpo é formado por diversos tipos de células 
O nosso corpo é constituído de trilhões de células, organizadas em diversos tipos 
de tecidos. Todas essas células originam-se de uma única, denominada célula-ovo ou 
zigoto, que, por sua vez, é o resultado da união de duas outras: o espermatozóide e o 
óvulo. À medida que o embrião cresce, grupos de células vão se tornando diferentes em 
estrutura e função, em decorrência de um processo chamado de diferenciação celular 
(Figura 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. O zigoto dá origem aos trilhões de células diferenciadas de nosso organismo. 
 
Em última análise, esse processo é controlado pelo DNA, que é o material 
genético. Mas, se o DNA contém a informação genética e essa informação é a mesma em 
todas as células do nosso corpo, você consegue entender como é possível que as células 
possam ser tão diferentes? O que se tem concluído das pesquisas científicas é que as 
células dos tecidos se diferenciam por terem diferentes trechos da molécula de DNA, ou 
seja, diferentes genes em funcionamento. Assim, as modificações celulares no processo 
de diferenciação resultam da ativação de certos genes e da inativação de outros: cada 
tipo de célula possui um conjunto característico de genes ativos. Em conseqüência dessa 
atividade diferencial, o conjunto de proteínas codificadas pelos genes varia dependendo 
do tipo de célula. Por exemplo, nas células do tecido nervoso, estão ativos genes que 
codificam proteínas que tornam as células ramificadas e capazes de fazer sinapses. Por 
outro lado, nas células das glândulas salivares, devem estar ativos genes que codificam 
enzimas secretadas na saliva. É claro que os genes que determinam a produção das 
enzimas da saliva não devem estar ativos em nenhum outro tecido do corpo. A atividade 
Célula nervosa 
Células do 
sangue 
Células 
adiposas 
Células 
musculares 
Óvulo 
sendo 
fertilizado 
Fases iniciais do 
desenvolvimento 
embrionário, a partir 
do zigoto 
 9 
diferencial dos genes começa a ser determinada no decorrer do desenvolvimento 
embrionárioe persiste nos tecidos adultos. 
Todas as células têm duas características importantes: o grau de diferenciação e a 
potencialidade. O grau de diferenciação reflete o quanto uma célula é especializada. A 
potencialidade é a capacidade que ela tem de originar outros tipos celulares. Quanto 
maior a potencialidade da célula, geralmente será menor o seu grau de diferenciação. O 
zigoto é a célula com a máxima potencialidade, pois ele dá origem a todos os tipos de 
células. Assim, ele não é especializado ou diferenciado. No outro extremo, há células com 
potencialidade nula, como é o caso dos glóbulos vermelhos. Durante o processo de 
diferenciação dessas células, elas perdem o núcleo. Perderam, conseqüentemente, a 
capacidade de originar células iguais a elas. Logo, não têm potencialidade. 
A compreensão das diferenças de potencialidade celular é importante para o 
entendimento de uma série de tópicos tratados nesse volume. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Classificação das células de acordo com sua potencialidade.
Células-tronco totipotentes 
podem originar um organismo inteiro. 
Ex. Zigoto e primeiras células que 
resultam da divisão do zigoto 
 
Células-tronco pluripotentes 
podem originar quase todos os tipos de 
tecidos. Ex. Massa interna do blastocisto 
Célula-tronco multipotente 
podem originar diversos tipos 
de tecidos. Ex. Células-tronco 
do adulto 
CT hematopoiética 
outras CT 
plaquetas Glóbul
 
 
hemácias Glóbulos 
brancos 
 10 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR E O CONTROLE DO GENE EUCARIÓTICO 
Eliana Maria Beluzzo Dessen (adaptado de Fundamentos de Biologia Celular – Alberts e col.) 
 
A diferenciação produz uma variedade de células especializadas em eucariotos 
Durante as repetidas divisões celulares que ocorrem no zigoto unicelular 
transformando-o em um organismo multicelular, as células individuais sofrem 
diferenciação celular, isto é, tornam-se especializadas em estrutura e função. É a 
regulação de genes que leva a essa especialização. Genes ativos em células de uma asa 
de mosca em desenvolvimento, por exemplo, são expressos como proteínas que tornam 
as células chatas e lisas, formando uma superfície de vôo forte e fina, semelhante a 
plástico transparente. Noutro exemplo, as células dos olhos em desenvolvimento, outros 
genes estão se expressando e sintetizam as proteínas que formam lentes capazes de 
focalizar luz. 
 
Células especializadas podem reter todo o seu potencial genético 
O zigoto possui um conjunto completo de genes que dará origem a todos os tipos 
de células especializadas do organismo. O que ocorre a esses genes à medida que as 
células se diferenciam? Uma hemácia, por exemplo, perde seu núcleo e todo seu DNA. 
Porém, a maioria das células diferenciadas retém o núcleo e um conjunto completo de 
cromossomos. Quando todos os genes ainda estão presentes as células diferenciadas 
retêm seu potencial de expressa-los? 
 Uma maneira de responder a essas questões é a experimentação, ou seja, 
substituir o núcleo de um ovo ou zigoto pelo núcleo de uma célula diferenciada. Se genes 
forem perdidos ou irreversivelmente inativados durante a diferenciação, o núcleo 
transplantado não permitirá o desenvolvimento de um embrião normal. Experimentos 
pioneiros de transplantes de núcleos foram realizados pelos embriologistas Robert Briggs 
e Thomas King na década de 1950. Esses pesquisadores destruíram os núcleos de 
óvulos de sapo com luz ultravioleta (UV) e, em seguida, transplantaram no óvulo 
anucleado um núcleo de célula intestinal de girino. Muitos dos ovos contendo os núcleos 
transplantados começaram a se desenvolver, porém, poucos originaram girinos normais. 
Desse modo os pesquisadores foram capazes de clonar sapos – produzir cópias 
geneticamente idênticas – usando núcleos de células diferenciadas. Tais estudos 
mostraram que núcleos de células diferenciadas podem reter todo o seu potencial 
genético. 
 Evidencias adicionais apareceram em 1997 com a clonagem do primeiro mamífero 
usando núcleos diferenciados. Nesse caso, os pesquisadores usaram choques elétricos 
para fundir uma célula de glândula mamária de ovelha com um óvulo do qual o núcleo 
havia sido retirado. O ovo começou a se dividir, foi implantado no útero de outra ovelha, e 
desenvolveu-se na celebrada “Dolly”. Como previsto Dolly parecia-se com sua parental 
feminina, a célula de mama doadora do núcleo, e não com o óvulo doador ou a mãe de 
aluguel. 
 Outra indicação que a diferenciação não interfere no potencial genético é o 
processo natural de regeneração, ou seja, a reposição de partes perdidas do corpo. 
Quando uma salamandra perde uma perna, por exemplo, certas células do toco do 
membro se diferenciam, e então se rediferenciam para dar origem a uma nova perna. 
 Em plantas, a habilidade de uma célula diferenciada desenvolver-se em um novo 
organismo é comum. A figura 1C mostra de modo esquematizado uma única célula, 
removida da raiz de cenoura e colocada em meio de cultura, pode começar a se dividir e 
originar uma planta adulta. Essa técnica pode ser usada para clonar plantas, reproduzindo 
centenas de milhares de organismos geneticamente idênticos a partir de células 
somáticas de um único indivíduo. Desse modo, é possível propagar grande número de 
plantas que tem características desejáveis tais como alta produtividade de frutos ou 
resistência a doenças. O fato de uma planta madura poder se desdiferenciar e originar 
 11 
todos os tipos de células especializadas de uma nova planta é uma evidência que a 
diferenciação não necessariamente envolve mudanças irreversíveis no DNA. 
Cada tipo de célula diferenciada tem um padrão de expressão gênica 
Se todas as células diferenciadas de um organismo contêm os mesmos genes, e 
todos os genes têm o potencial de ser expressar, como as células tornam-se 
especializadas? Como já foi dito, as grandes diferenças entre as células em um 
organismo resultam da expressão seletiva de genes. À medida que um embrião em 
desenvolvimento sofre sucessivas divisões, genes específicos são ativados em diferentes 
células durante diferentes períodos de tempo. Grupos de células seguem vias de 
desenvolvimento diversas, e cada grupo desenvolve um tipo particular de tecido. 
Finalmente, no organismo maduro, cada tipo de célula – nervosa ou pancreática, por 
exemplo, - tem um padrão diferente de genes que são expressos. 
 A Tabela abixo ilustra padrões de expressão gênica para alguns genes em células 
de três diferentes tecidos especializados de um mamífero. Os genes para as enzimas da 
via metabólica da glicolise estão ativos em todas as células metabolicamente ativas, 
incluindo células do pâncreas, do cristalino e nervosas, como exemplificado. Entretanto, 
os genes que codificam proteínas especializadas são expressos apenas por células 
específicas. 
 
 Célula pancreática Célula do cristalino 
(embrião) 
neurônio 
Genes das 
enzimas da via 
glicolítica 
 
Funcionais Funcionais Funcionais 
Gene do 
cristalino 
 
Inativo Funcional Inativo 
Gene da insulina 
 
Funcional Inativo Inativo 
Gene da 
hemoglobina 
Inativo Inativo inativo 
 
 As proteínas especializadas que foram usadas como exemplo são as proteínas 
transparentes do cristalino, que formam a lente do olho; o hormônio insulina; e a proteína 
transportadora de oxigênio, hemoglobina. Note que os genes para hemoglobina não estão 
ativos em nenhum dos tipos celulares mostrados na figura. Eles se expressam apenas 
nas células que irão se desenvolver em hemácias. Os genes para insulina são ativados 
apenas nas células do pâncreas que produzem hormônio. As células nervosas expressam 
genes para outras proteínas especializadas não mostradas. Células maduras do cristalino, 
e as hemácias, por exemplo, atingem um grau máximo de diferenciação, pois elas, após 
acumularemprodutos protéicos, perdem seus núcleos e, assim, todos os seus genes. 
 Vimos então que as células eucarióticas tornam-se especializadas porque 
expressam apenas certos genes. Desse modo, a diferenciação celular em organismos 
multicelulares resulta da expressão gênica seletiva, assim como a habilidade de bactérias 
produzirem diferentes enzimas quando necessárias. A seguir será examinado com mais 
detalhe o controle da expressão gênica nos eucariotos. 
 
A transcrição é controlada por proteínas que se ligam a seqüências reguladoras de 
DNA 
Quando comparados com os procariotos, os eucariotos enfrentam as mesmas 
tarefas básicas de coordenação da expressão gênica, porém de um modo muito mais 
complexo. Alguns genes têm que responder a mudanças nas condições fisiológicas. 
Muitos outros são parte de circuitos genéticos de desenvolvimento que organizam as 
células em tecidos e tecidos em um organismo inteiro (exceto para os eucariotos 
 12 
unicelulares). Nesses casos, os sinais que controlam a expressão gênica são produtos de 
genes que regulam o desenvolvimento e não sinais do meio externo. 
 Algumas das seqüências de DNA reguladoras são curtas, cerca de 10 pares de 
nucleotídeos, e atuam como um interruptor gênico, ligando ou desligando o gene, em 
resposta a um único sinal. Esse tipo simples de interruptor gênico predomina nas 
bactérias. Nos eucariotos existem longas seqüências reguladoras de DNA (algumas vezes 
mais do que 10.000 pares de bases) que atuam como um microprocessador molecular, 
respondendo a uma variedade de sinais que são por elas integrados e que determinam a 
taxa de início da transcrição. 
 As seqüências de DNA reguladoras não funcionam por si só. Para que haja 
qualquer efeito essas seqüências devem ser reconhecidas por proteínas denominadas 
proteínas reguladoras que têm a capacidade de se ligarem ao DNA. É a combinação de 
uma seqüência de DNA e suas moléculas de proteínas associadas que atuam como 
interruptor no controle da transcrição. Centenas de seqüências reguladoras de DNA foram 
identificadas, e cada uma delas é reconhecida por uma ou mais proteínas reguladoras. 
 As proteínas que reconhecem seqüências especificas de DNA o fazem porque a 
superfície da proteína ajusta-se perfeitamente na dupla hélice de DNA de maneira 
seqüência-específica, e assim, diferentes proteínas irão reconhecer diferentes seqüências 
de nucleotídeos. Na maioria dos casos, a proteína insere-se no sulco maior da dupla 
hélice e realiza uma série de contatos moleculares com os pares de bases. A proteína 
forma pontes de hidrogênio, ligações iônicas, e interações hidrofóbicas com as 
extremidades das bases, usualmente sem romper as pontes de hidrogênio que une os 
pares de bases. Embora cada contato individual seja fraco, os cerca de 20 contatos que 
são geralmente formados na interface DNA-proteína atuam juntos para assegurar que a 
interação seja altamente especifica e muito forte; de fato as interações DNA-proteínas 
estão entre as mais firmes e específicas interações moleculares conhecidas em biologia. 
 Embora cada exemplo de reconhecimento proteína-DNA seja único em seus 
detalhes, muitas das proteínas responsáveis pela regulação gênica contêm um dos vários 
padrões estáveis de dobramento que formam os chamados motivos estruturais. Essas 
regiões da proteína que se apresentam dobradas em motivos estruturais se ajustam ao 
sulco maior da dupla hélice do DNA e formam associações estreitas com um curto trecho 
de pares de bases. 
 
A iniciação da transcrição gênica em eucariotos é um processo complexo 
Os interruptores dos genes presentes em bactérias são exemplos vivos da 
economia e simplicidade freqüentemente observada em biologia. Em eucariotos, 
entretanto, um gene típico responde a muitos sinais diferentes, e sua regulação é, 
conseqüentemente, mais complexa. 
 
A polimerase do RNA de eucariotos necessita de fatores gerais de transcrição 
Nos eucariotos, são várias as funções atribuídas aos fatores gerais de 
transcrição no processo de início da transcrição pela polimerase II do RNA: posicionar 
corretamente a polimerase no promotor, ajudar a separar as duas fitas da molécula de 
DNA para permitir que a transcrição se inicie e liberar a polimerase do RNA do promotor 
uma vez iniciada a transcrição. 
 O termo geral refere-se ao fato desses fatores associam-se a todos os promotores 
transcritos pela polimerase II do RNA. Nesse aspecto, os fatores gerais de transcrição 
diferem dos repressores e ativadores (descritos em bactérias no texto VI) que atuam em 
genes ou operons específicos, e das proteínas reguladoras dos genes eucarióticos 
(discutidas a seguir), que também atuam apenas em genes específicos. 
 A Figura 1 mostra um modelo de como os fatores gerais de transcrição associam-
se aos promotores utilizados pela polimerase II do RNA. O processo de montagem do 
complexo de iniciação começa com a ligação do fator de transcrição TFIID a uma curta 
seqüência de DNA dupla hélice composta por nucleotídeos T e A, conhecida como 
 13 
seqüência TATA ou TATA box. Ao ligar-se ao DNA, o fator TFIID causa uma dramática 
distorção local na molécula de DNA. Tal distorção funciona como um sinal para a 
subseqüente montagem de outras proteínas no promotor. A seqüência TATA é um 
componente presente em praticamente todos os promotores utilizados pela polimerase II 
do RNA e localiza-se cerca de 25 nucleotídeos a montante (upstream) do sítio de início da 
transcrição. Após a ligação do primeiro fator geral de transcrição ao DNA, outros fatores 
também se ligam, juntamente com a polimerase II do RNA, para formar o complexo de 
iniciação da transcrição. 
 
Proteínas reguladoras controlam a distância a expressão de genes eucarióticos 
As bactérias utilizam proteínas reguladoras (ativadoras e repressoras) para regular 
a expressão de seus genes. As células dos eucariotos utilizam a mesma estratégia 
básica. Embora seja necessária a presença conjunta dos fatores gerais de transcrição e 
da polimerase do RNA para o início da transcrição in vitro (veja figura 1), dentro das 
células essas proteínas sozinhas não conseguem iniciar a transcrição de modo eficiente. 
Praticamente todos os promotores eucarióticos necessitam também de proteínas 
ativadoras que auxiliam a associação dos fatores gerais de transcrição e da polimerase do 
RNA. 
Os sítios do DNA aos quais se ligam as proteínas ativadoras dos genes 
eucarióticos foram denominados enhancers, desde que sua presença aumenta 
dramaticamente a taxa de transcrição. Foi muito surpreendente para os biólogos quando, 
em 1979, foi descoberto que essas proteínas ativadoras podiam se ligar a segmentos 
muito distantes do promotor, a milhares de pares de bases. Além disso, esses ativadores 
eucarióticos podem influenciar a transcrição quando se ligam a montante (upstream) ou a 
jusante (dowstream) do gene. Como as seqüências enhancers e as proteínas ligadas a 
elas funcionam a distâncias tão grandes? Como elas se comunicam com o promotor? 
 Vários modelos de “ação à distância” foram propostos, mas o mais simples deles 
parece se aplicar para a maioria dos casos. O segmento de DNA compreendido entre o 
enhancer e o promotor dobra-se permitindo que as proteínas ligadas ao enhancer fiquem 
em contato ou com a polimerase do RNA ou com um dos fatores gerais de transcrição 
ligados ao promotor (Figura 2). Desse modo, o segmento de DNA compreendido entre o 
enhancer e o promotor DNA atuaria como uma estrutura de ligação que aproximaria a 
proteína ligada ao enhancer, localizado a milhares de pares de bases, permitindo sua 
interação com o complexo de proteínas ligadas ao promotor. 
 Em eucariotos, as proteínas reguladoras ligadas a seqüências reguladoras 
distantes do promotor podem aumentar ou então diminuir a atividade da polimerase do 
RNA ligada ao promotor. Uma das maneiras de ação de tais proteínas é influenciar a 
montagem do complexode iniciação. Proteínas ativadoras irão facilitar a montagem do 
complexo enquanto repressoras impedem a montagem correta. 
 
O empacotamento do DNA em nucleossomos no promotor pode afetar a iniciação 
da transcrição 
As proteínas da cromatina e o DNA são parceiros no controle das atividades do 
material genético dentro da célula. O cromossomo é um complexo nucleoprotéico 
intrincadamente enovelado e com muitos domínios (Figura 3), nos quais a estrutura da 
cromatina local está estreitamente relacionada à manutenção de genes na configuração 
ativa ou silenciada, e a outras atividades da célula tais como a replicação do DNA, o 
emparelhamento e segregação dos cromossomos, e a manutenção da integridade do 
telômero e centrômero. 
 Algumas regiões do genoma (heterocromatina, telômero e centrômero) estão 
empacotadas com características estruturais especificas. Esse empacotamento diferencial 
é definido por histonas modificadas, ou pela associação de proteínas adicionais não 
histônicas, ou então por moléculas de RNA reguladoras, que surpreendentemente 
também estão implicadas na organização da cromatina. Por exemplo, o X inativo dos 
 14 
mamíferos está enriquecido por variantes de histonas como a macro H2A, quase três 
vezes maior que a H2A. No centrômero dos vertebrados, uma das histonas do octâmero, 
a H3, é substituída pela variante CENP-A. Esta por sua vez, forma um complexo com 
outras proteínas do centrômero, influenciando assim o empacotamento da cromatina 
centromérica. 
 Uma vez que os nucleossomos estão localizados ao longo do DNA em intervalos 
regulares e com pouca especificidade, é provável que eles ocorram sobre regiões 
promotoras. Tais nucleossomos podem ser deslocados quando a transcrição do gene é 
ativada, embora ainda não seja completamente entendido como ocorre esse 
deslocamento. Sabe-se, porém que a célula possui proteínas especializadas cuja função 
é deslocar nucleossomos dos promotores e liberar o caminho para a montagem dos 
fatores gerais de transcrição. Outra possibilidade é que, como um prelúdio para a 
iniciação, as histonas nas vizinhanças do promotor sejam quimicamente modificadas, um 
passo que desestabiliza os nucleossomos afetados. 
Nucleossomos formados em seqüências reguladoras de DNA podem também 
interferir com a expressão gênica bloqueando a ligação de proteínas. Entretanto, nem 
sempre isso ocorre. Enquanto há evidencias de que algumas seqüências reguladoras são 
mantidas expostas em regiões livres de nucleossomos, certas proteínas reguladoras 
parecem capazes de ligarem-se às seqüências do DNA mesmo quando essas se 
encontram incorporadas em nucleossomos, possivelmente desestabilizando e 
desmontando parcialmente o nucleossomo nesse processo. 
 A célula tem várias estratégias para assegurar que o inicio da transcrição ocorra 
num DNA empacotado em nucleossomos. Entretanto, também é claro que quanto mais 
compacta for a forma da cromatina (aquela encontrada em cromossomos mitóticos, 
cromossomos X inativos, e outras regiões da cromatina interfásica) mais resistente ela 
será ao inicio da transcrição. Presumivelmente, isso ocorre porque as proteínas 
reguladoras, os fatores gerais de transcrição, e a polimerase do RNA não podem ter 
acesso ao DNA quando ele está tão densamente empacotado. 
 
Genes eucarióticos são regulados por uma combinação de proteínas 
Nos eucariotos, as seqüências que controlam a expressão de um gene podem se 
espalhar por longos segmentos de DNA. Em animais e plantas não é raro encontrar 
seqüências reguladoras localizadas a 50.000 pares de nucleotídeos, embora a maioria 
desse DNA sirva apenas como “espaçador” e não seja reconhecido por proteínas 
reguladoras do gene. 
 As proteínas reguladoras de genes não funcionam individualmente para ligar ou 
desligar um gene. Enquanto essa idéia cabe para muitos ativadores e repressores de 
bactérias, a maioria das proteínas que regulam os genes dos eucariotos funcionam como 
parte de um comitê de proteínas reguladoras, todas necessárias para fazer com que o 
gene se expresse na célula certa, em resposta às condições corretas, no tempo certo, e 
com nível de expressão adequado. 
 O termo controle combinatorial refere-se ao modo como grupos de proteínas 
trabalham juntas para determinar a expressão de um único gene. Como mostrado na 
figura 4, muitas proteínas diferentes ligam-se a seqüências reguladoras para influenciar o 
inicio da transcrição nos eucariotos. A maioria dos genes eucarióticos possui regiões 
reguladoras contendo numerosos sítios para ambos os tipos de proteínas: com ação 
ativadora e repressora. 
 
Padrões estáveis de expressão gênica podem ser transmitidos para as células 
filhas 
Embora todas as células procarióticas e eucarióticas sejam capazes de ligar e desligar 
genes, organismos multicelulares necessitam de mecanismos especiais de controle para 
gerar e manter seus diferentes tipos de células. Uma vez que uma célula de um 
organismo multicelular tenha se diferenciado em um tipo específico, ela geralmente irá 
 15 
permanecer diferenciada, e se for capaz de dividir-se, toda a sua progênie será do mesmo 
tipo celular. Algumas células altamente especializadas nunca se dividem após a 
diferenciação, como por exemplo, células da musculatura esquelética e neurônios. Mas há 
vários outros tipos de células diferenciadas, tais como fibroblastos, células da musculatura 
lisa, e células do fígado (hepatócitos), que irão se dividir muitas vezes durante a vida do 
organismo. Todos esses tipos celulares originam, quando se dividem, apenas células 
como elas mesmas: células de musculatura lisa não originam células do fígado. 
 Isso significa que as mudanças na expressão gênica dão origem as células 
diferenciadas devem ser lembradas e transmitidas para suas células filhas em todas as 
divisões subseqüentes, ao contrário das mudanças temporárias na expressão gênica que 
ocorrem nas células de procariotos e eucariotos. Por exemplo, nas células ilustradas na 
figura 13, a produção de cada proteína reguladora, uma vez iniciada, deve ser perpetuada 
nas células filhas em cada divisão celular. Como isso deve ocorrer? 
 Há várias maneiras de assegurar que as células filhas “lembrem” que tipos de 
células espera-se que elas sejam. Uma das mais simples delas é por meio de uma alça 
de feedback positivo, onde uma proteína reguladora chave ativa a transcrição do gene 
que a codifica além de ligar genes específicos de outros tipos celulares (figura 5). Por 
exemplo, a proteína reguladora MyoC funciona com esse tipo de feedback. Outra maneira 
de manutenção do tipo celular é através da propagação fiel da estrutura da cromatina da 
célula parental para a célula filha mesmo com um evento de replicação entre elas. Um 
exemplo disto é o fenômeno da inativação do cromossomo X nos mamíferos. O evento de 
inativação de um dos cromossomos X, o de origem paterna ou o de origem materna, 
ocorre no início do desenvolvimento embrionário e, a partir daí, o mesmo cromossomo X é 
inativado por muitas gerações seguidas. O mecanismo molecular por meio do qual o 
estado da cromatina é transmitido não é ainda totalmente conhecido em detalhes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.Início da transcrição de um gene eucariótico 
pela polimerase II do RNA. Para que a transcrição 
possa se iniciar são necessários vários fatores gerais 
de transcrição denominados, TFIIA, TFIIB e assim por 
diante. (A) o promotor contém uma seqüência de DNA 
denominada TATA Box, localizada a cerca de 25 
nucleotídeos do sítio de início de transcrição. (B) O 
fator TFIID reconhece a seqüência TATA, se liga a ela, 
e permite a ligação do fator TFIIB. (C a E) os demais 
fatores de transcrição e a polimerase ligam-se ao 
promotor como em uma linha de montagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
início da transcrição 
RNA polimerase 
transcrição16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Modelo de ativação gênica à distância. Nesse exemplo, os fatores gerais de transcrição, os fatores 
de transcrição e a polimerase do RNA por si só não se associam eficientemente ao promotor e uma proteína 
reguladora ligada ao enhancer é necessária para estimular o processo de montagem do complexo de 
iniciação.O dobramento do DNA permite o contato entre a proteína reguladora ligada ao enhancer e o 
complexo de iniciação ligado ao promotor. No desenho, a linha interrompida indica a grande distancia que 
geralmente existe entre o enhancer e o promotor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Esquema de alguns dos níveis de 
empacotamento da cromatina do cromossomo mitótico 
altamente condensado. O nível deorganização melhor 
compreendido é aquele em que o DNA nu associa-se 
às histonas formando os nucelossomos. As estruturas 
que correspondem aos níveis seguintes de 
organização são mais especulativas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Proteína ativadora 
Ligação de fatores gerais de 
Transcrição, polimerase do RNA, 
mediadores, etc. 
Início da transcrição 
Início da transcrição 
DNA 
Colar de 
contas 
Fibra 
cromatínica de 
30nm 
A fibra se 
organiza em 
alças 
Segmento 
condensado 
Cromossomo 
mitótico 
Cada molécula de DNA foi empacotada em 
cromossomos mitóticos que é 10.000 vezes 
mais curto que o DNA entendido. 
 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Seqüências reguladoras de um gene eucariótico típico. O promotor é a seqüência de DNA onde a 
polimerase do RNA e os fatores gerais de transcrição se ligam. As seqüências reguladoras do gene são 
usadas como sítios de ligação de proteínas reguladoras cuja presença no DNA afetam a taxa de início de 
transcrição. As seqüências reguladoras podem estar localizadas adjacentes ao promotor, muito longe dele na 
direção 5’ (montante) ou, a 3’do gene (jusante). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Esquema do modo como uma alça de feedback positivo pode criar a memória celular. A proteína A 
é uma proteína reguladora que ativa sua célula progenitora que experimentou um sinal transitório que deu 
início à produção da proteína. (I) A proteína A não é normalmente produzida, pois ela é necessária para sua 
própria transcrição. (II) sinal transiente liga o gene A, (III) O efeito do sinal transiente é lembrado em todas as 
células descendentes. 
Seqüências reguladoras do gene 
DNA espaçador 
Fatores gerais de transcrição 
 
RNA polimerase Proteínas Reguladoras 
do gene 
5’ Início da transcrição 
 I 
 II 
 III 
 18 
SINALIZAÇÃO CELULAR 
Adriana Ribeiro de Oliveira-Marques – adaptado de Alberts e col. 2004. 
 
Os organismos multicelulares possuem um elaborado sistema de comunicação 
celular. Tal sistema depende de: 
1. moléculas-sinal extracelulares, produzidas por células para sinalizar células 
vizinhas ou mais distantes 
2. um elaborado sistema de proteínas que cada célula contem e que a habilita a 
responder a um conjunto particular de sinais de modo célula-específico. Essas 
proteínas incluem: 
a. proteínas receptoras de superfície celular que se ligam a molécula sinal 
b. uma variedade de proteínas sinalizadoras intracelulares que distribuem o 
sinal para partes apropriadas da célula. Entre essas proteínas estão: 
quinases, fosfatases, proteínas que se ligam a GTP e proteínas que 
interagem com as anteriormente citadas. 
c. no final de uma via de sinalização intracelular estão proteínas alvo, que são 
alteradas quando a via está ativa e mudam o comportamento da célula. 
Dependendo do efeito do sinal, essas proteínas alvo podem ser 
reguladoras, canal de íons, componentes da via metabólica, partes do 
citoesqueleto, etc 
 
Princípios gerais da comunicação celular 
 Para facilitar a compreensão de como ocorre a sinalização celular vamos fazer 
uma analogia com a transmissão de uma mensagem por telefone. Uma pessoa fala ao 
telefone e sua voz é convertida num sinal elétrico. O sinal é amplicado e a mensagem é 
carregada na forma de impulsos elétricos pelo fio do telefone. Na extremidade oposta o 
sinal elétrico é convertido em onda sonora que é captada pelo ouvido e finalmente 
expressada na forma de impulsos no encéfalo de quem a recebeu. Em passos sucessivos 
ao longo dessa via de comunicação, formas diferentes de sinais são usadas para 
representar a mesma informação: o ponto crítico na transmissão ocorre quando a 
informação é convertida de uma forma em outra. Esse processo de conversão é chamado 
transdução de sinal. 
 Os sinais que passam entre as células são mais simples que as mensagens 
humanas: um tipo particular de molécula é produzido por uma célula – a célula 
sinalizadora – e detectada por outra – a célula alvo – por meio de proteínas receptoras, 
que reconhecem e respondem de modo especifico à molécula sinal. A proteína receptora 
realiza o primeiro passo numa série de processos de transdução na extremidade final da 
via de sinalização, na célula alvo, aonde o sinal extracelular que chega é convertido num 
sinal intracelular que direciona o comportamento da célula. Os dois pontos chave dizem 
respeito à recepção e a transdução do sinal. Quando os biólogos referem-se a sinalização 
celular, são esses dois aspectos que eles geralmente tem em mente. A seguir serão 
brevemente descritos os diferentes tipos de sinais que as células enviam umas para as 
outras. 
 
Sinais podem atuar em curta ou longa distância 
 As células num organismo multicelular usam centenas de tipos de moléculas 
extracelulares para enviar sinais uma para as outras – proteínas, peptídeos, aminoácidos, 
esteróides, derivados de ácidos graxos e até gases dissolvidos – mas há apenas uma 
dezena de modos básicos de comunicação. 
 A maneira mais pública de se comunicar é transmitir o sinal pelo corpo todo 
secretando na corrente sanguínea do organismo (Figura 1D). Moléculas sinais usadas 
dessa maneira são chamadas hormônios, e em animais, as células que produzem 
hormônios são chamadas células endócrinas. 
 19 
 Menos publico é o processo conhecido como sinalização parácrina. Nesse caso, 
as moléculas sinal difundem localmente pelo meio extracelular, relembrando as células 
nas vizinhanças da célula secretora: elas atuam como mediadores locais (Figura 1B). 
Muitas das moléculas-sinal que mediam a inflamação nos locais de infecção ou 
proliferação celular em cicatrização funcionam dessa maneira. 
 Um terceiro modo de comunicação é a sinalização neuronal. Assim como na 
sinalização hormonal, mensagens são freqüentemente entregues em longas distancias; 
na sinalização neuronal, entretanto, mensagens são liberadas em linhas privadas para 
células individuais de modo muito rápido (Figura 1C). O axônio de um neurônio termina 
em junções especializadas (sinapses) nas células alvo distantes do corpo celular 
neuronal. Quando ativada por sinais do meio ou por outros nervos, o neurônio manda 
impulsos elétricos ao longo do axônio com velocidade superior a 100 metros por segundo. 
Chegando ao axônio terminal, os sinais elétricos intracelulares são convertidos em uma 
forma química extracelular: cada impulso elétrico estimula o terminal a secretar um pulso 
de um sinal químico chamado neurotransmissor. Neurotransmissores difundem através do 
estreito gap (<100nm) entre a membrana do axônio terminal e a membrana da célula alvo 
em menos que um mili-segundo. 
 Um quarto modo de comunicação é o célula a célula – o mais intimo e a curta 
distancia de todos – não requer a liberação da molécula secretada. Ao contrário, as 
células fazem contato direto por meio de moléculas sinalizadoras em suas membranas 
plasmáticas. A mensagem é liberada pela ligação deuma molécula sinal ancorada na 
membrana plasmática da célula sinalizadora para uma molécula receptora embebida na 
membrana plasmática da célula alvo (Figura 1A) Enquanto um sinal neuronal é como uma 
chamada telefônica, essa sinalização dependente de contato é como uma conversa frente 
a frente. 
 
 
 
Figura 1: Diferentes tipos de Sinalização. (A) dependente de contato, (B) parácrina, (C) sináptica, (D) 
endócrina, (E) autócrina e (F) junção do tipo Gap (modificada de Alberts e col., 2004). 
 
No desenvolvimento embrionário, por exemplo, a sinalização dependente de 
contato tem um papel importante nos tecidos nos quais as células adjacentes, que são 
inicialmente semelhantes, têm que se tornar especializadas de modos diferentes. Assim, 
na linha de células que originam o tecido nervoso, células individuais têm que ser 
indicadas para diferenciar-se como neurônios enquanto suas vizinhas permanecem não 
 20 
neuronais. Os sinais que controlam esse processo são transmitidos via contato célula-
celula: cada futuro neurônio inibe seu vizinho imediato de diferenciar-se também como 
neurônio. 
 
Cada célula responde a um número limitado de sinais. 
 Uma célula típica de um organismo multicelular esta exposta a centenas de sinais 
diferentes de seu meio. Eles podem estar livres no fluido extracelular, ou ancorados na 
matriz extracelular, ou ligado às superfícies de células vizinhas. A célula deve responder 
de modo seletivo a esta mistura de sinais, desprezando alguns e reagindo a outros, de 
acordo com a sua função especializada. 
 Se a célula vai reagir a uma molécula sinal depende, antes de qualquer coisa, dela 
possuir um receptor para esse sinal. Sem um receptor, a célula será surda ao sinal e não 
pode responder a ele. Produzindo apenas um numero limitado de receptores entre as 
centenas possíveis, a célula restringe a gama de sinais que podem afeta-la. Mas esta 
gama reduzida de sinais pode ainda ser usada para controlar o comportamento da célula 
por meio de modo complexo. A complexidade pode ser de dois tipos. 
 Primeiro, um sinal, ligando a um tipo de proteína receptora, pode causar uma 
multiplicidade de efeitos na célula alvo: forma, movimento, metabolismo, expressão 
gênica – tudo pode ser alterado conjuntamente. O sinal de um receptor-de-superfície-da-
célula é geralmente retransmitido para o interior da célula por um conjunto de outros 
componentes intracelulares que produz efeitos amplos. Esse sistema de retransmissão e 
os alvos intracelulares nos quais ele atua variam de um tipo de célula especializada para 
outro, de modo que células diferentes respondem de modo diferente a um mesmo sinal. 
Assim, quando uma célula do músculo cardíaco é exposta ao neurotransmissor 
acetilcolina, ela diminui a freqüência de contrações, mas quando uma glândula salivar é 
exposta ao mesmo sinal, ela secreta componentes da saliva (Figura 2). 
 
 
 
Figura 2: Diferentes respostas induzidas pelo neurotransmissoraAcetilcolina. (A) célula muscular cardíaca, (B) 
célula musculoesquelética e (C) célula de glândula salivar (modificada de Alberts e col., 2004). 
 
 O segundo tipo de complexidade existe porque numa célula típica uma coleção 
completa de receptores diferentes – algumas dúzias deles. Esse número é suficiente para 
tornar a célula simultaneamente sensível a muitos sinais extracelulares. Esses sinais, 
atuando juntos, podem evocar respostas que são mais do que a soma dos efeitos que 
cada sinal poderia causar separadamente. Os sistemas de retransmissão intracelulares 
dos diferentes sinais interagem, de modo que a presença de um sinal modifica a resposta 
de outro. Assim uma combinação de sinais pode simplesmente fazer com a célula 
sobreviva; outra combinação pode dirigir a célula a uma via de especialização; outra pode 
leva-la a dividir-se; e na ausência de qualquer sinal a célula pode ser programada para 
morrer. Desse modo, um número relativamente pequeno de sinais pode ser usado em 
diferentes combinações para fornecer controles sutis e complexos sobre o comportamento 
da célula. 
 
 21 
Receptores retransmitem sinais por meio de vias de sinalização intracelular 
 Antes de traçar com detalhes como uma molécula sinal particular controla o 
comportamento da célula, é importante saber alguns princípios gerais. 
 A recepção de sinais começa no ponto onde um sinal originado fora da célula 
encontra a molécula alvo pertencente à própria célula. Em quase todos os casos a 
molécula alvo é uma proteína receptora, e ela é usualmente ativada por apenas um tipo 
de sinal. A proteína receptora desempenha o passo primário de retransmissão: ela recebe 
o sinal externo, e gera em resposta um novo sinal intracelular (Figura 3). Como regra, 
esse é apenas o primeiro evento em uma cascata subseqüente de sinais intracelulares 
nos processos de transdução do sinal. Neles, a mensagem é passada de um conjunto de 
moléculas sinalizadoras intracelulares para outro, cada um deles produzindo por sua vez 
o próximo sinal até que, por exemplo, uma enzima de uma via metabólica seja ativada, a 
expressão de um gene ativada, ou o citoesqueleto entre em funcionamento. Esse efeito 
final é a resposta da célula. 
 Essas cadeias de retransmissão, ou cascatas de sinalização, de moléculas 
sinalizadoras intracelulares têm várias funções cruciais (Figura 3): 
1. Elas transferem fisicamente o sinal de um ponto no qual ele foi recebido para a 
maquinaria celular que irá responder, a qual está freqüentemente localizada em 
alguma outra parte da célula. 
2. Elas transformam o sinal numa forma molecular que é capaz de estimular uma 
resposta 
3. Na maioria dos casos, cascatas de sinais também amplificam o sinal recebido, 
tornando-o mais forte, de modo que poucas moléculas sinais extracelulares são 
suficientes para evocar uma grande resposta. 
4. as cascatas de sinalização podem distribuir o sinal de modo a que ele influencie 
vários processos em paralelo: em qualquer passo da via, o sinal pode divergir 
(separar) e ser retransmitido para um número de diferentes alvos intracelulares, 
criando ramos no fluxo de informação e evocando uma resposta complexa. 
5. Por ultimo, cada passo nessa cascata de sinalização está aberto à interferência de 
outros fatores, de modo que a transmissão do sinal pode ser modulada de acordo 
com as condições que prevalecerem dentro ou fora da célula. 
Vamos inicialmente considerar algumas das vias de sinalização mais simples 
antes de considerar as cascatas mais longas que retransmitem sinais dos receptores 
na membrana da célula nas células animais. 
 
Algumas moléculas sinal podem cruzar a membrana plasmática 
Moléculas sinal extracelulares em geral são de duas classes, correspondendo a 
dois tipos fundamentalmente diferentes de tipos de receptores. A primeira e maior 
classe de sinais consiste de moléculas que são muito grande ou muito hidrofílicas 
para atravessarem a membrana plasmática da célula alvo. As proteínas receptoras 
dessas moléculas sinais devem estar localizadas nas membranas das células alvo e 
retransmitir a mensagem através da membrana (Figura 4A) A segunda, e menor 
classe de sinais consiste de moléculas que são suficientemente pequenas e 
hidrofóbicas para difundir pela membrana plasmática. Para essas moléculas sinal, os 
receptores encontram-se no interior das células alvo e são geralmente ou proteínas 
reguladoras de genes (discutidas no cap 8) ou enzimas. Elas são ativadas quando a 
molécula sinal liga-se a elas (Figura 4B) 
 As moléculas sinal, hidrofóbicas, mais bem conhecidas são os hormônios 
esteróides (inclusive cortisol, estradiol e testosterona) e o hormônio da tireóide 
(tiroxina). Todas elas passam através da membrana plasmática da célula alvo e liga-
se a proteínas receptoras localizadas ou no citosol, ou no núcleo. Os receptores para 
esses hormônios são proteínas reguladoras de genes que estão presentes na formainativa na célula não estimulada. Quando seu hormônio correspondente se liga, a 
proteína receptora sofre uma grande mudança conformacional que possibilita que ela 
 22 
se ligue a seqüências reguladoras correspondentes no DNA; ela pode então promover 
ou a inibição ou a ativação da transcrição de um conjunto de genes. Há proteínas 
receptoras diferentes para cada tipo de hormônio; cada receptor atua num conjunto 
diferente de sítios reguladores e assim regula um conjunto diferente de genes. 
 O papel essencial dos receptores dos hormônios esteróides é evidenciado pela 
dramática conseqüência de uma mutação, a que causa a falta de receptores de 
testosterona em humanos. O hormônio masculino testosterona atua no feto e na 
puberdade como um sinal para o desenvolvimento de sinais para o desenvolvimento 
das características sexuais secundárias. Alguns raros indivíduos são geneticamente 
machos (XY), mas não possuem o receptor de testosterona como resultado de uma 
mutação no gene correspondente: eles produzem hormônio, mas suas células não 
respondem a ele. A conseqüência é quem eles desenvolvem a aparência de 
mulheres. Essa demonstração do papel chave dos receptores de hormônio da 
testosterona mostra também que o receptor é necessário não em apenas um tipo de 
célula para mediar um efeito, mas em muitos tipos de células produzindo uma gama 
completa de características que distinguem os dois sexos. 
 
 
Texto modificado de: 
Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J; Raff, M.; Roberts, K.; Walter, P. - tradução: Ana Beatriz Gorini da 
Veiga e col. – Biologia Molecular da Célula - Capítulo 15: Comunicação Celular - 4ª 
edição – Porto Alegre – Artmed, 2004 
 
 
 
Figura 3: Diferentes tipos de proteínas de sinalização intracelular ao longo de uma rota de sinalização, 
desde o receptor de superfície celular até o núcleo. Nesse exemplo, uma série de proteínas sinalizadoras 
intracelulares conduz o sinal da molécula sinalizadora para dentro da célula, causando uma mudança na 
expressão gênica (no DNA). O sinal é amplificado, convertido (transduzido) e distribuído ao longo da via 
 23 
de sinalização. No final, essa transmissão de sinais ativa ou inativa proteínas-alvo que alteram o 
comportamento celular, neste caso, a proteína-alvo é uma proteína reguladora de um gene. 
 
 
 
Figura 4. A) Uma célula sinalizadora hidrofílica é incapaz de atravessar a membrana plasmática, por isso 
ela se liga a receptores de superfície celular, os quais geram um ou mais sinais dentro da célula-alvo. B) 
Algumas moléculas sinalizadoras são suficientemente pequenas e hidrofóbicas e conseguem atravessar 
a membrana celular e se ligar a um receptor citoplasmático (presente do citoplasma) ou a um receptor 
nuclear (presente no núcleo, como este exemplo) (Figura modificada de Alberts e col., 2004)
 
 24 
 
O BÁSICO SOBRE CÉLULAS-TRONCO 
National Institutes of Health – Stem cells information - http://stemcells.nih.gov/info/basics/basics1.asp 
Tradução e adaptação Eliana Maria Beluzzo Dessen 
 
Nota sobre a nomenclatura Células-tronco: (A nova fronteira da Medicina. Organizador Marco 
Antonio Zago e Dimas Tadeu Covas. Ed. Atheneu) 
Apesar de estranha à língua portuguesa, a denominação “célula-tronco” foi 
adotada neste livro porque se impôs nos últimos anos na imprensa e nos meios científicos 
nacionais. Isso é apenas um reconhecimento dessa tendência por parte dos autores, não 
uma manifestação explícita de apoio a essa escolha. O termo constitui uma tradução 
literal do inglês “stem cell”. As línguas latinas têm expressões que descrevem melhor sua 
função primordial: célula madre (castelhano), cellula staminale (italiano) e céllule souche 
(francês). Em Portugal há uma forte tendência para utilizar as expressões célula-mãe ou 
célula estaminal, que estariam mais de acordo com a índole de nossa língua. 
 
 
CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS-TRONCO 
As células-tronco possuem três características gerais: (a) dividem-se dando origem 
a células iguais a ela, (b) são indiferenciadas e (c) podem dar origem a células 
especializadas ou diferenciadas. 
Os cientistas estão tentando entender: (a) porque as células-tronco embrionárias 
têm a capacidade de proliferar
As células-tronco são 
 durante longos períodos, mais de um ano, em laboratório, 
sem diferenciarem-se e (b) quais são os fatores nos organismos vivos que normalmente 
regulam a proliferação e renovação dessas células. A elucidação dessas questões pode 
esclarecer como a proliferação é regulada durante o desenvolvimento embrionário normal 
e durante o processo de divisão celular alterado que leva ao câncer. Além disso, tais 
informações permitiriam que os cientistas conseguissem cultivar células-tronco 
embrionárias em laboratório com mais eficiência. 
indiferenciadas
As células-tronco são capazes de se renovar por longo período. Ao contrário de 
células diferenciadas como musculares, sanguíneas ou nervosas, que não se dividem 
mais, as células-tronco replicam-se muitas vezes. Uma população inicial de células-tronco 
pode multiplicar-se em laboratório muitas vezes. Células com essa característica são ditas 
auto-renováveis. Foram necessários mais de 20 anos de pesquisas para que se 
aprendesse a cultivar células embrionárias sem que elas se diferenciassem 
espontaneamente. Assim sendo, uma importante área de estudo com células-tronco é 
entender os sinais, no organismo maduro, que mantém a população de células-tronco 
proliferando e indiferenciadas até que elas sejam necessárias para reparar em tecido. 
Essa informação é fundamental para que os cientistas possam cultivar grande número de 
células indiferenciadas no laboratório para experimentação futura. 
, pois não possuem nenhuma estrutura 
tecido-específica que permita a realização de funções especializadas como, por exemplo, 
produzir saliva, contrair-se ou transmitir impulsos nervosos. 
As células-tronco podem originar células especializadas. Quando células 
indiferenciadas originam células especializadas, o processo é chamado diferenciação. O 
entendimento dos sinais internos e externos da célula que desencadeiam a diferenciação 
é ainda incipiente. Os sinais internos são controlados pelos genes, que são os portadores 
das instruções para o funcionamento da célula. Os sinais externos para a diferenciação 
incluem substancias químicas secretadas por outras células, contato físico com células 
vizinhas e certas moléculas no microambiente celular
Muitas questões sobre células-tronco permanecem sem resposta. Por exemplo, os 
sinais internos e externos para a diferenciação são os mesmos para todas as células? 
Existe um conjunto de sinais que pode ser identificado como indutores de diferenciação 
para todos os tipos de células? Respostas a essas perguntas podem levar os 
. 
 25 
pesquisadores a encontrar novas maneiras de controlar a diferenciação de células-tronco 
em laboratório, uma vez que o cultivo de células ou tecidos pode ser usado para 
propósitos específicos inclusive terapia celular
As células-tronco encontradas em organismos não embrionários, denominadas 
. 
células-tronco do adulto, normalmente dão origem aos tipos celulares dos tecidos nos 
quais residem. Por exemplo, célula-tronco de medula óssea normalmente origina células 
do sangue como hemácias, células brancas e plaquetas. Até recentemente se achava que 
células hematopoéticas - células que dão origem às células do sangue – não fossem 
capazes de gerar células de um tecido diferente, como células nervosas do cérebro. 
Entretanto, muitos experimentos realizados nos últimos anos mostraram que células-
tronco de um tecido podem originar células de um tecido diferente, um fenômeno 
denominado plasticidade
 
. Um exemplo de plasticidade é a origem de neurônios, de 
células musculares cardíacas e de células produtoras de insulina a partir de células 
hematopoéticas. Assim,a possibilidade de usar células-tronco de adulto para terapias 
celulares tornou-se uma área de investigação muito ativa. 
 
AS CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS 
 
Estágios do desenvolvimento embrionário importantes para gerar células-tronco 
embrionárias 
 As células tronco-embrionárias são derivadas de embriões. No caso da espécie 
humana, os pesquisadores utilizam apenas células-tronco de embriões que foram obtidos 
a partir de óvulos fertilizados in vitro e que foram doados para fins de pesquisa científica. 
Os embriões dos quais as células-tronco humanas são derivados têm cerca de 4 a 5 dias 
e estão no estágio de blastocisto
 
. Os blastocistos têm três estruturas: o trofoblasto que é 
uma camada de células que rodeia o blastocisto, a blastocele – cavidade no interior do 
blastocisto e a massa interna de células, com aproximadamente 30 células, localizada 
numa extremidade da blastocele. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Fases iniciais do desenvolvimento embrionário. A - Estágio de 8 células, B – Mórula, C – 
início de blastocisto, D – blastocisto. 
 A B 
 C D 
Zona pelúcida 
Massa interna 
de células 
Cavidade 
do 
blastocisto 
 
trofoblasto 
Zona pelúcida em 
degeneração 
 26 
Cultivo de células-tronco embrionárias em laboratório 
 O cultivo de células-tronco em laboratório é chamado de cultura de células. As 
células-tronco embrionárias são isoladas por transferência da massa interna de células 
para uma placa de cultura contendo um meio nutritivo denominado meio de cultura. Nesse 
meio as células se dividem e se distribuem pela superfície da placa. A superfície interna 
da placa de cultura, geralmente, é recoberta com células epiteliais de camundongo que 
foram tratadas para não se dividir. Essa camada de células é denominada feeder layer
 Durante vários dias, as células da camada interna do embrião proliferam e 
começam a superpopular a placa de cultura. Quando isso ocorre, o excesso de células é 
transferido para outras placas de cultura contendo meio fresco. Esse processo de 
replaquear as células é repetido muitas vezes, por muitos meses, é chamado de 
subcultura. Cada ciclo de subcultura é denominado 
. 
Ela fornece uma superfície aderente na qual as células-tronco podem se unir. Além disso, 
a feeder layer libera nutrientes no meio de cultura. Recentemente, foram desenvolvidos 
métodos de cultivo sem a camada de células de camundongos o que corresponde a um 
grande avanço técnico, pois havia o risco de transmitir contaminantes (vírus e 
macromoléculas) do camundongo para as células humanas. 
passagem. Após 6 meses, as 30 
células originais da massa de células interna do blastocisto gerou milhões de células-
tronco embrionárias. Tais células-tronco que proliferam em cultura por 6 meses sem se 
diferenciar são pluripotentes e constituem uma linhagem de células-tronco embrionárias
 
. 
Uma vez estabelecidas as linhagens elas podem ser congeladas ou usadas 
imediatamente em experimentos. 
Testes de laboratório para identificar células-tronco embrionárias 
 Os testes para identificação das células-tronco embrionárias estão resumidos 
abaixo: 
• Cultivar as células em cultura para ver se permanecem indiferenciadas; 
• Estudar os marcadores de superfície
• Verificar a presença da proteína Oct-4, um fator de transcrição que ajuda a ligar e 
a desligar genes no tempo certo, um passo importante no processo de 
diferenciação e desenvolvimento embrionário; 
 que são encontrados apenas em células 
indiferenciadas; 
• Analisar os cromossomos para detectar se estão normais; 
• Determinar se as células podem ser cultivadas após serem descongeladas; 
• Testar se células são pluripotentes: (a) manipular as células para que se 
diferenciem em diferentes tecidos; (b) permitir que elas se diferenciem 
espontaneamente em cultura e (c) injetar as células em camundongos imuno-
reprimidos para testar a formação de teratoma, um tipo de tumor benigno. Os 
teratomas contem uma mistura de células diferenciadas ou parcialmente 
diferenciadas – uma indicação de que as células-tronco embrionárias são capazes 
de se diferenciar em muitos tipos de células. 
 
Estimulação de células-tronco embrionárias para diferenciar 
 As células-tronco são estimuladas para se diferenciar por meio do acréscimo de 
diferentes substâncias, fatores de crescimento, ou hormônios ao meio de cultura. 
 
CÉLULAS-TRONCO DO ADULTO 
 
 27 
 Célula-tronco do adulto é uma célula indiferenciada localizada entre as células 
diferenciadas que compõem tecidos ou órgãos de um organismo. No organismo vivo, as 
células-tronco do adulto têm a função de manter e reparar os tecidos nos quais elas se 
encontram. Essas células são também chamadas células-tronco “adultas” ou células-
tronco teciduais. A origem das células-tronco do adulto nos tecidos é desconhecida. 
 Nos últimos anos, células-tronco do adulto foram encontradas em um número 
grande de tecidos. Esse fato levou os cientistas a se perguntarem se elas não poderiam 
ser usadas em transplantes de células. Na realidade, as células-tronco da medula óssea 
(hematopoiéticas), que dão origem às células do sangue, vem sendo usadas em 
transplantes a cerca de 30 anos. Certos tipos de células-tronco do adulto têm a habilidade 
de se diferenciarem num grande número de tipos celulares quando colocadas em 
ambiente apropriado. Se a diferenciação dessas células puder ser controlada em 
laboratório. Elas poderão vir a ser tornar a base para terapias de muitas doenças. 
 
Onde são encontradas as células-tronco de adulto? 
 As células-tronco do adulto foram identificadas em muitos órgãos e tecidos. Um 
ponto importante a ser entendido sobre essas células é que há um número muito pequeno 
de células-tronco nos tecidos. Acredita-se que elas residam numa pequena área de cada 
tecido onde elas permanecem quiescentes (não se dividindo) por muitos anos até que 
sejam ativadas por doenças ou lesões. Os tecidos adultos nos quais células-tronco já 
foram localizadas são: encéfalo, medula óssea, sangue periférico, vasos sanguíneos, 
músculo esquelético, pele, fígado, polpa dos dentes, e tecido adiposo. É uma área de 
pesquisa intensa e com freqüência novos tecidos entram para essa lista. 
 Cientistas do mundo inteiro estão tentando encontrar maneiras de crescer células-
tronco do adulto em cultura e manipula-las para gerar tipos celulares específicos que 
possam ser usados no tratamento de lesões de diferentes tipos. Alguns exemplos de 
potenciais tratamentos incluem a substituição de células produtoras de dopamina no 
cérebro de doentes de Parkinson, células produtoras de insulina para tratamento de 
diabetes do tipo I e reparo do músculo cardíaco danificado por enfarto com células da 
musculatura do coração. 
 
O que se sabe sobre a diferenciação de células-tronco do adulto? 
 As células-tronco do adulto entram em vias de diferenciação para formar células 
especializadas de diferentes tecidos nos quais elas residem (figura 4). Células-tronco do 
adulto de alguns tecidos podem também exibir a habilidade de formar tipos celulares de 
outros tecidos, um processo conhecido como plasticidade. 
 28 
 
 
Figura 4. Diferenciação de células-tronco mesenquimais e hematopoiéticas 
 
Num organismo vivo as células-tronco podem se dividir por um longo período e originar 
células diferenciadas que têm formas, estruturas e funções especializadas daquele tecido. 
A seguir são apresentados alguns exemplos de vias de diferenciação de célula-tronco do 
adulto: 
• Célula-tronco hematopoiética que origina todos os tipos de células do sangue: 
hemácias, linfócitos B e T, células killer, neutrófilos, basófilos, eosinófilos, 
monócitos, macrófagos e plaquetas (figura 4). 
• Célula-tronco mesenquimais (estroma da medulaóssea) origina uma variedade de 
tipos de células: células do osso (osteócitos), células da cartilagem (condrócitos), 
células adiposas, e outros tipos de tecido conectivo tais como os tendões, 
• Células-tronco epiteliais do revestimento do trato digestório ocorrem em criptas 
profundas e originam vários tipos de células: células absortivas, células de Paneth 
e células enteroendócrinas, 
• Células-tronco da camada basal da epiderme e na base do folículo do pêlo. As 
células-tronco epidermais dão origem aos queratinócitos, que migram para a 
superfície da pele e formam uma camada protetora. As células-tronco foliculares 
originam o folículo do pêlo e epiderme. 
 
Um grande número de experimentos sugere que certas células-tronco de adulto são 
pluripotentes. Essa habilidade de diferenciar-se em múltiplos tipos celulares é chamada 
plasticidade (ou transdiferenciação, por alguns autores). A lista seguinte apresenta 
exemplos de plasticidade das células-tronco de adulto (figura 5): 
• Células-tronco hematopoiéticas podem se diferenciar em três tipos principais 
de células nervosas: neurônios, oligodendrócitos e astrócitos; células de 
músculo cardíaco; células de fígado. 
• Células-tronco estromais podem se diferenciar em: células de musculatura 
cardíaca e esquelética 
• Células-tronco de cérebro podem diferenciar em: células sanguíneas e células 
de músculo esquelético. 
 
 29 
 
 
 
Figura 5. -Plasticidade das células-tronco de adulto 
 
Pesquisas estão tentando determinar os mecanismos que conferem plasticidade às 
células-tronco de adulto. Se tais mecanismos forem identificados e controlados, as células 
existentes em um tecido sadio podem ser induzidas a repopular e reparar um tecido 
doente. 
 
PERGUNTAS CHAVE SOBRE CÉLULAS-TRONCO DO ADULTO E CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAs 
 
Questões importantes sobre as células-tronco permanecem sem resposta. Entre elas 
estão as que se seguem: 
• Quantos tipos de células-tronco do adulto existem e em quais tecidos elas 
existem? 
• Quais são as fontes de células-tronco do adulto no corpo? Serão elas células-
tronco “remanescentes” das células-tronco embrionárias, ou elas são originadas 
de outro modo? Por que elas permanecem num estado indiferenciado quando as 
células ao seu redor foram diferenciadas? 
• As células-tronco do adulto exibem plasticidade normalmente, ou elas se 
transdiferenciam apenas quando manipuladas pelos cientistas? Quais são os 
sinais que regulam a proliferação e a diferenciação das células-tronco que exibem 
plasticidade? 
• É possível manipular células-tronco do adulto para aumentar sua proliferação de 
modo a produzir células suficientes para um transplante? 
• Existe um tipo de célula-tronco de adulto que tenha a capacidade de gerar as 
células de todos os tecidos e órgãos? 
• Quais os fatores que estimulam as células-tronco a migrarem para locais 
lesionados ou danificados? 
 
 
 30 
SEMELHANÇAS ENTRE CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS E CÉLULAS-TRONCO DO ADULTO 
 
Tanto as células-tronco embrionárias humanas como as células-tronco do adulto 
apresentam vantagens e desvantagens com relação ao seu potencial de uso em terapia 
celular regenerativa. É claro que as células-tronco embrionárias são pluripotentes 
enquanto as células-tronco do adulto são multipotentes. Assim sendo, as células-tronco 
do adulto são geralmente limitadas a diferenciar nos tipos de células diferentes presentes 
em seus tecidos ou órgãos. Entretanto, há evidencias de plasticidade, como comentado 
acima, aumentando assim o número de tipos celulares que elas podem originar. 
 Grande número de células-tronco embrionárias pode ser obtido em cultura, 
enquanto as células-tronco de adulto são raras nos tecidos e os métodos para expandir 
seu número em cultura ainda não foram desenvolvidos. Essa é uma diferença importante, 
pois um grande número de células é necessário para as terapias regenerativas. 
 Uma vantagem potencial do uso de células-tronco do adulto é que as células do 
próprio paciente podem ser expandidas e reintroduzidas. Isso significa que não haverá 
problemas de rejeição das células transplantadas. 
 As células-tronco embrionárias quando injetadas em um paciente podem causar 
rejeição. Entretanto, ainda não foi determinado se células-tronco embrionárias humanas 
podem causar algum tipo de rejeição. 
 
 
POSSIBILIDADES DE UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO HUMANAS E OS OBSTÁCULOS A SEREM 
VENCIDOS PARA VIABILIZAR SEU USO EM TERAPIA 
 
Há vários entraves de ordem técnica que precisam ser vencidos para que as 
células-tronco possam passar a ser empregadas rotineiramente em terapia celular. 
 Um dos principais objetivos das pesquisas com células-tronco embrionárias 
humanas é a identificação de como as células indiferenciadas tornam-se diferenciadas. 
Os cientistas sabem ligar ou desligar determinados genes é um processo crucial. Algumas 
das mais sérias condições médicas como câncer e defeitos congênitos são devidos a 
anormalidades na divisão celular anormal e na diferenciação. Uma melhor compreensão 
do controle genética e molecular desses processos pode dar informações sobre como tais 
doenças ocorrem e sugerir novas estratégias para terapia. Os cientistas ainda não 
compreendem completamente os sinais que ligam ou desligam genes na diferenciação 
das células-tronco. 
 Uma potencial aplicação das células-tronco é a geração de órgão e tecidos para 
substituir tecidos lesados e que atualmente só é possível a partir de doação de órgãos de 
pessoas com morte cerebral. 
Para realizar as promessas de uso, os cientistas devem ser capazes de reproduzir, 
manipular e diferenciar as células em número suficiente para os transplantes. A seguinte 
lista de passos precisa ser obtida: 
• Proliferar extensivamente e gerar quantidades suficientes de tecido, 
• Diferenciar as células no tipo celular desejado, 
• Garantir a sobrevivência das células no corpo do transplantado, após o 
transplante, 
• Garantir a integração das células transplantadas no tecido do receptor, 
• Garantir o correto funcionamento das células durante o período de vida do 
transplantado, 
• Evitar qualquer tipo de dano no transplantado, inclusive rejeição. 
 
 31 
CLONAGEM 
 
Mayana Zatz 
A clonagem é um mecanismo comum de propagação da espécie em plantas ou 
bactérias. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da 
divisão de um mesmo óvulo fertilizado. A grande revolução da Dolly abriu caminho para a 
possibilidade de clonagem humana ao demonstrar, pela primeira vez, que era possível 
clonar um mamífero - isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de uma 
célula somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi 
surpreendente precisamos recordar um pouco de embriologia. 
Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e de um 
espermatozóide. Esta primeira célula já tem no núcleo o DNA com toda a informação 
genética necessária para o novo ser. No núcleo das nossas células, o DNA se organiza 
em pares de cromossomos e apresenta-se muito condensado. Com exceção das células 
sexuais — o óvulo e o espermatozóide, que têm 23 cromossomos —, em todas as outras 
células do corpo humano há 46 cromossomos (23 pares) em seus núcleos. As células do 
corpo, não sexuais, são as chamadas células somáticas. 
A grande contribuição da clonagem da Dolly foi justamente a descoberta que uma 
célula somática de mamífero, já diferenciada, poderia ser reprogramada ao estágio inicial 
e voltar a ser totipotente. Os cientistas escoceses realizaram isso ao transferirem o núcleo 
de uma célula somática da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo enucleado — 
quer dizer, de onde tinham retirado o núcleo. Surpreendentemente, o óvulo começou a 
comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozóide. 
 
Clonagem reprodutiva