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Universidade Federal de Sergipe Centro de Ciências Biológicas e da Saúde Departamento de Morfologia Disciplina: Embriologia e Desenvolvimento Módulo: Desenvolvimento Profa. Shirlei Octacílio da Silva 1 2 Aula 1 Biologia do Desenvolvimento: definição e conceitos básicos 3 Biologia do Desenvolvimento: definição 4 Processos principais do desenvolvimento Estabelecimento dos eixos corporais Organização das camadas germinativas Crescimento Diferenciação celular Morfogênese 5 Estabelecimento dos eixos corporais Aula 2 6 Organização das camadas germinativas Aula 3 7 Morfogênese Aula 4 8 Diferenciação celular Aula 5 9 Crescimento Aula 6 10 Biologia do Desenvolvimento: conceitos básicos 11 12 Separação entre células somáticas e germinativas: A progênie não herda características do corpo dos pais, mas das células germinativas. O corpo não influencia estas células. Biologia do Desenvolvimento: conceitos básicos 13 Desenvolvimento em mosaico O núcleo possui determinantes, que são distribuídos desigualmente durante as clivagens. O destino de cada célula é predeterminando no ovo pelos fatores que ela recebe durantes as clivagens. 14 Biologia do Desenvolvimento: conceitos básicos Figure 22-11 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Se as células possuem determinantes assimetricamente distribuídos, como estas moléculas agem influenciando o destino celular??? 16 Biologia do Desenvolvimento: conceitos básicos Regulação: capacidade do embrião desenvolver-se mesmo quando algumas partes são removidas ou rearranjadas. Experimentos comprovaram que: Os embriões desenvolvem-se através de comunicações entre suas células: célula morta presente meio embrião célula morta separada embrião completo menor. 17 Conclusão: Células iniciais do embrião podem se reorganizar, modificando seu comportamento, e formar um embrião completo regulação Indução: um tecido dirige o desenvolvimento de outro Experimentos comprovaram que: O lábio dorsal do blastóporo enxertado em outro embrião induziu a formação de um embrião parcial. Este tecido foi chamado de organizador por ser capaz de organizar um novo embrião. 18 Conclusão: Um tecido tem a capacidade de dirigir o desenvolvimento de outro tecido vizinho indução. As Bases Genéticas do Desenvolvimento 19 O comportamento celular é controlado geneticamente através das proteínas que são produzidas por cada célula embrionária. Atividade gênica diferencial controla o desenvolvimento. O programa genético do embrião é gerador e não descritivo. 20 Não!!! Caráter progressivo e temporalmente variado do processo de estabelecimento do destino celular. Quais são os passos para a completa diferenciação? Especificação, Determinação e Diferenciação A diferenciação de uma célula é um processo de um único passo? 21 Como a célula caminha por estes passos? 22 Diferenciação Determinação Especificação Células comprometidas com um destino celular, porém comunicações com outras células podem alterar este destino. Células em um estágio mais avançado de maturação, que formarão as estruturas as quais estão designadas, mesmo em contato com tecidos diferentes. Células com características diferentes de outros tipos celulares. 23 24 Especificação condicional A especificação celular pode ocorrer de duas maneiras Especificação autônoma 25 Características da Especificação Autônoma Característica da maioria dos invertebrados. Especificação ocorre pela aquisição diferencial de moléculas citoplasmáticas presente originalmente no ovócito. Clivagens invariantes produzem as mesmas linhagens em cada embrião da espécie: destino dos blastômeros é geralmente pré fixado. Especificação do destino celular precede qualquer tipo de migração celular embrionária em larga escala. 26 Características da Especificação Condicional Característica de todos os vertebrados e de alguns invertebrados. Especificação ocorre como consequência de interações celulares: Posições relativas são importantes. Rearranjos e migrações celulares em larga escala podem acompanhar ou mesmo preceder a especificação. 27 Comunicação celular durante o Desenvolvimento 28 Parácrina Justácrina Como duas células se comunicam? 29 A indução é, por si só, responsável pela alteração nas células-alvo. Correto???? 30 Errado. A célula-alvo precisa ser competente a responder a este sinal: possuir o receptor adequado, o mecanismo de transdução necessário para passar o sinal para a célula, determinados fatores de transcrição para a ativação gênica. O grupo de genes transcricionalmente ativos determina a capacidade de resposta daquela célula-alvo. Cada célula-alvo possui um repertório de respostas a sinais vindos de outras células. O mesmo sinal pode induzir diferentes respostas em diferentes células. O modelo da bandeira francesa Qual seria o mecanismo para que as células de cada linha da bandeira se tornassem azuis, brancas ou vermelhas? Informação posicional Valor posicional especificado em relação a um limite Interpretação do valor posicional 31 Como a informação posicional influencia a célula? Morfógeno: molécula envolvida na formação do padrão e cujas concentrações são variáveis e afetam as células-alvo de acordo com estas concentrações. Gradiente de concentração do morfógeno ao longo de um eixo expõe as células em cada posição neste eixo a uma quantidade desta substância. As células respondem a concentrações limiares para tenham determinado comportamento. Exemplo da bandeira francesa: em uma concentração mais alta, as células se tornam azuis; um pouco mais baixa, brancas e mais baixa ainda, vermelhas. 32 33 N N N N N N N N N N N N A B A A A A A B B B B B V V V V anterior posterior N A B V ativação da cascata de sinalização cascata de sinalização intracelular morfógeno núcleo celular proteína efetora de cor vermelha proteína efetora de cor branca proteína efetora de cor azul Mecanismo de ação do morfógeno e a resposta da célula-alvo? Como estruturas podem tornar-se regularmente espaçadas? Inibição lateral: uma célula começa a produzir maior quantidade de determinada substância inibibora e inibe a diferenciação das células vizinhas na mesma estrutura que ela formou. Exemplo: penas de uma ave; células sensoriais ou de suporte no órgão de Corti. 34
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