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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 Pouquíssima síntese de RNA e proteínas NÃO OCORRE TRANSCRIÇÃO OU TRADUÇÃO DA INFORMAÇÃO DO GENOMA (DNA nuclear) GASTRULAÇÃO 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 Movimentos celulares intensos Formação dos 3 folhetos embrionários Fixação do destino das células embrionárias OCORRE A DETERMINAÇÃO DO FUTURO DAS CÉLULAS TERAPIA COM CÉLULAS TRONCO 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. ESPECIALIZAÇÃO DE UMA CÉLULA depende da mudança da expressão gênica e não na perda ou aquisição de genes. DIFERENCIAÇÃO CAPACIDADE DE DIVISÃO MITÓTICA A diferenciação celular promove 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... 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. 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 Quais são os tecidos fundamentais? Tecido epitelial Tecido muscular Tecido nervoso Tecido conjuntivo Especificação dos tecidos básicos Conjuntivo → constituído por células e abundante matriz extracelular, com função de preenchimento, sustentação e transporte de substâncias; Epitelial → revestimento da superfície externa do corpo (pele), os órgãos (fígado, pulmão e rins) e as cavidades corporais internas; 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). 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 os tecidos 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. COMPONENTES DA MATRIZ EXTRACELULAR PROTEÍNAS ALONGADAS QUE SE AGREGAM FORMANDO ESTRUTURAS FIBRILARES OU FIBROSAS: COLÁGENO E ELASTINA Tropocolágeno = três cadeias polipeptídicas enroladas entre si, formando uma tripla hélice regular. Apresentam a capacidade de se estenderem quando tracionadas, voltando logo depois ao seu comprimento normal. São abundantes na pele, artérias e pulmões. Tendem a se degenerar com a idade, sendo responsáveis por rugas. Formadas por fibrilina (microfibras - resistência) + elastina (amorfa – desmosina + isodesmosina – elasticidade). O rompimento das fibras elásticas levam à formação das estrias. COMPONENTES DA MATRIZ EXTRACELULAR PROTEÍNAS QUE PODEM SE AGREGAR OU NÃO, MAS NÃO FORMAM ESTRUTURAS FIBRILARES OU FIBROSAS 1. glicoproteinas alongadas fibronectina e laminina (favorecem a adesão entre a matriz e as células) Representam uma família de glicoproteinas 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. Fazem parte da substância fundamental amorfa (SFA) da matriz extracelular. FIBRONECTINA LAMININA Componente da MEC das lâminas basais dos epitélios (fixa a célula à lâmina basal). Envolvida na formaçãode tumores. Atuam como receptores de superfície celular. Integrina: proteína transmembrana que interage com moléculas de laminina da matriz extracelular (interação célula matriz extracelular) 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). Fazem parte da substância fundamental amorfa (SFA) da matriz extracelular. Estrutura geral de um proteoglicano 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. LÂMINA BASAL = colágeno (fibras de ancoragem) + laminina + proteoglicanos 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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