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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 MORFOGÊNESE: MUDANÇAS NA FORMA DO EMBRIÃO 2 3 Processos a partir dos quais ocorre a mudança de forma das células, que tem como consequência a mudança de forma de estruturas embrionária ou do embrião como um todo: • Adesividade seletiva • Padrões de clivagens • Compactação • Apoptose • Migração de células em camadas ou sozinhas Células possuem diferentes propriedades adesivas Células de tecidos diferentes quando misturadas separam-se, ficando próximas daquelas com propriedades adesivas semelhantes. O que confere a propriedade adesiva são as moléculas presentes nas membranas, que se ligam: a moléculas semelhantes nas células vizinhas, como caderinas e imunoglobulinas; e a moléculas da matriz, como integrinas. Exemplo: células da placa neural separam-se da epiderme presuntiva. As células movem-se, trocando de vizinhas e entrando em contato com as similares. 4 5 Clivagem e formação da blástula Padrões de clivagens podem variar quantidade de vitelo no ovo. Clivagem radial clivagens simétricas células do mesmo tamanho Clivagem desigual células de diferentes tamanhos Clivagem espiral diferentes planos de clivagem células espiral 6 Clivagem e formação da blástula O que determina o padrão de clivagem? Um sulco de clivagem se forma entre dois ásteres do fuso mitótico. 7 O que determina o padrão de clivagem? Um sulco de clivagem se forma entre dois ásteres do fuso mitótico. O plano de uma clivagem não precisa ser necessariamente perpendicular ao da clivagem anterior. Componentes citoplasmáticos levam o eixo dos centrossomos a diferentes regiões celulares. Clivagem e formação da blástula 8 Distribuição desigual de componentes citoplasmáticos Determinação do número de camadas de um tecido Região da membrana de uma célula que fará contato com cada vizinha Região, por exemplo, que ficará em contato com a cavidade blastocística Clivagem e formação da blástula Qual a importância dos planos de clivagem? A compactação é o primeiro sinal de diferenciação estrutural Durante a compactação, os blastômeros comprimem-se, maximizando os contatos célula- célula e as microvilosidades passam a ficar somente na parte da membrana que ficará externamente. 9 Células polarizadas trofoectoderme estruturas extra-embrionárias Células não polarizadas massa celular interna Cavidades internas podem ser criadas por morte celular Células específicas, por exemplo aquelas que não estão ligadas à membrana basal no epiblasto do camundongo recebem sinais de morte celular programada. Desta forma, uma cavidade é formada. Este processo de morte dá ao epiblasto a forma de xícara. 10 11 A gastrulação envolve movimentos de migração e invaginação As células mesodérmicas (região vegetal) migração para a blastocele invaginação da endoderme e extensão desta para o interior do embrião intestino primitivo. Invaginação constrição da porção apical das células. Migração: contatos da superfície da célula em migração com células vizinhas influenciam sua localização Gastrulação células mensequimais movem- se no interior da blastocele formam anel ao redor do intestino. Movimento realizado por filopódios células em migração realizam contatos com as células da blastocele, permanecendo onde a adesão é mais estável 12 Adesividade diferencial das células da blastocele determina o padrão de migração das células mesodérmicas. 13 Movimentos celulares durante o desenvolvimento invaginação delaminação involução epibolia intercalação extensão convergente Células migram em conjunto em direção às suas regiões basais e o lúmen é formado no lado apical das células (se fosse no lado basal, o processo seria evaginação. As células migram individualmente, deixando sua camada celular de origem, transformando-se em células mesenquimais. Células migram também em conjunto, porém rolam internamente, formando camadas abaixo do tecido de origem. As células de uma camada afinam sua espessura e se espalham. Células de camadas diferentes se intercalam. Células se intercalam, mas se direcionando para determinado local (para o interior do blastóporo, região do futuro ânus). 14 Movimentos celulares durante a gastrulação Em Xenopus, o início da gastrulação se dá pela formação das células em garrafa. A endoderme e a mesoderme fazem sua rolagem (migração de suas células) para o interior do blastóporo – involução. A ectoderme do capuz animal se estende para baixo – epibolia. A mesoderme, que inicialmente é um anel equatorial, converge e se estende ao longo do eixo ântero-posterior – extensão convergente. 15 Movimentos celulares durante a gastrulação 16 Movimentos celulares durante a gastrulação Durante a extensão convergente e a epibolia, as células movem-se para o meio de outras – intercalação. O desenvolvimento da notocorda se dá com a involução da mesoderme na região mediana. As células fazem adesão preferencial, separando-se do restante da mesoderme, e alonga-se por intercalação celular. 17 18 Movimentos celulares durante a formação do sistema nervoso central Como se forma o sistema nervoso central? Pregas neurais Placa neural Notocorda Neurulação em embrião de galinha Como se forma o sistema nervoso central? Neurulação envolve 3 grupos de células: Células internas do tubo neural cérebro e medula espinhal; Células externas ao tubo epiderme; Células da crista neural células pigmentares da pele e vários outros tipos celulares, incluindo neurônios de gânglios. Embrião de galinha: Região cefálica neurulação Região caudal gastrulação A formação do tubo neural é determinada por forças internas e externas Células da placa neural mais alongadas placa neural é a porção mais espessa da ectoderme. Células da dobradiça neural mediana (MHP) se ancoram na notocorda e mudam sua forma e células epidérmicas presuntivas movem-se em direção à região mediana. As pregas neurais aumentam conforme as células epidérmicas se movem. Convergência das pregas neurais ocorre conforme os pontos de dobradiças dorsolaterais (DLHP) tornam-se em forma de ponte e a epiderme os empurram em direção ao centro. As células da crista neural dispersam, deixando o tubo neural separado da epiderme. As pregas neurais entram em contato e as células da crista neural ligam o tubo neural com a epiderme. Expressão diferencial de moléculas de adesão pelas células da placa neural e da ectoderme adjacente separação das células da placa neural e da ectoderme. Isto, somado à mudança de forma das células da placa neural + as forças que a ectoderme adjacente opera sobre a placa neural placa neural separa- se em forma de tubo o tubo neural!!! A adesividade diferencial influencia a formação de estruturas durante o desenvolvimento 22 Migração: a adesividade diferencial, junto com sinais ambientais, controla o destino das celular Células migram sobre a ectoderme células pigmentares da pele e penas. Células migram sob a ectoderme e sobre o tubo neural, pela metade anterior do somito gânglios simpáticos e sensoriais e do córtex da adrenal. As células que se movem para os somitos nunca passam por sua região posterior presença de dois membros de ligantes transmembrana da família Eph presença de receptores nas células da crista neural em migração expulsão destas células da região posterior do somito. 23 Figure 22-84 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Até esta fase do desenvolvimento, o embrião produziu o complemento de células que irão formar os diferentes tipos celulares (clivagem); estas células organizaram-se dentro de camadas (gastrulação), que foram subdivididas em domínios (como por exemplo SNC e epiderme, na ectoderme); sofreu mudança de forma, ficando mais parecido com o que será o adulto (morfogênese). Neste momento, as células já estão determinadas, precisando chegar ao estado final de: Diferenciação Celular
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