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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Aula 12: Diferenciação Celular AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Importância da Diferenciação celular Em seres pluricelulares existe uma divisão do trabalho entre as células. A distribuição de funções entre as células é consequência da diferenciação celular. A diferenciação celular leva ao surgimento de células especializadas para realizar determinadas funções com grande eficiência. 2 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Conceito de Diferenciação A diferenciação celular é um conjunto de processos que transforma uma célula indiferenciada em uma célula especializada. Diferenciação de uma célula é seu grau de especialização. Quanto maior a diferenciação, maior é sua especialização. Célula indiferenciada Célula diferenciada em neurônio 3 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Conceito de Potencialidade celular Potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar outros tipos celulares. Células que apresentam grande diferenciação têm pouca potencialidade e vice-versa. 4 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Graus de Potencialidade celular Quanto à sua potencialidade as células podem ser: Oligopotentes Unipotentes Totipotentes Pluripotentes 5 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em animais Nos animais a diferenciação celular começa durante o desenvolvimento embrionário. Todos os animais se formam a partir de uma célula totalmente indiferenciada: o zigoto. O zigoto é a célula que possui grau máximo de potencialidade, podendo originar qualquer célula do corpo de um indivíduo. Zigoto Diferenciação 2 células 6 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em animais Nos animais a diferenciação celular começa durante o desenvolvimento embrionário. Todos os animais se formam a partir de uma célula totalmente indiferenciada: o zigoto. O zigoto é a célula que possui grau máximo de potencialidade, podendo originar qualquer célula do corpo de um indivíduo. Zigoto Diferenciação 2 células Clique aqui para assistir a Fecundação - Nidação. 7 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular na gastrulação A gastrulação é o primeiro momento do desenvolvimento embrionário em que ocorre diferenciação celular. As células resultantes das divisões do zigoto se diferenciam em três folhetos embrionários. Folheto Embrionário Tecidos adultos Ectoderma Tecido nervoso e epitelial(pele) Mesoderma Tecidos conjuntivos, musculares, sanguíneo e epitelial Endoderma Tecidos epiteliais (sistema digestório e respiratório) 8 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Biologia do Desenvolvimento Distribuição de genes Hox de um embrião de rato A Biologia do Desenvolvimento é a ciência que estuda os eventos regulatórios da diferenciação celular durante a embriogênese. 9 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Biologia do Desenvolvimento Distribuição de genes Hox de um embrião de rato A Biologia do Desenvolvimento é a ciência que estuda os eventos regulatórios da diferenciação celular durante a embriogênese. Clique aqui para assistir a Fecundação – Diferenciação celular. 10 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes. O controle é, portanto, transcricional, pois interfere na transcrição dos genes. O controle transcricional é específico para cada tipo de célula e varia do silenciamento total de um gene até sutis diferenças na atividade transcricional. 11 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular DNA mRNA Proteína Transcrição Replicação Tradução 12 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Em um eritroblasto são mantidas as funções dos genes envolvidos na produção de hemoglobina, enquanto muitos outros são inativados. Em um neurônio, embora existam os genes que produzem a hemoglobina, não há produção desta proteína, mas produzem outras importante para exercer a sua função. 13 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Células musculares são diferentes das células nervosas porque os genes ativos são diferentes. O cromossomo X inativado nas fêmeas é um exemplo de inativação gênica como a que ocorre na diferenciação celular, por compactação da cromatina. A inativação gênica também pode ocorrer por metilação de nucleotídeos do DNA. 14 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular As células também fazem um controle pós-transcricional dos genes, ou seja, entre a transcrição do RNAm e a tradução da proteína. Este controle pode se dar por interferência no processamento do RNA; no transporte do RNA para o citoplasma e na tradução do RNAm. É um controle mais rápido, respondendo às necessidades celulares imediatas. 15 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Processamento do mRNA 16 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Os fatores que interferem na diferenciação celular podem ser intracelulares ou extracelulares. Requer uma intensa comunicação entre as células e o ambiente. Os fatores intracelulares derivam do programa que existe no DNA da célula. Participam inúmeras substâncias chamadas de fatores de transcrição, que se ligam a locais específicos do DNA permitindo a transcrição de determinados genes. 17 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Produto de um gene modulando a expressão gênica 18 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular Os fatores extracelulares, ou extrínsecos, podem ser provenientes: De outras células Da matriz extracelular Do ambiente 19 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Mecanismo de diferenciação celular A sinalização entre as células ocorre por meio de substâncias secretadas por uma célula que vai se ligar a um receptor na célula-alvo e induzir a sua diferenciação. A sinalização pode ser: Por meio do contato célula-célula Comunicação parácrina Comunicação por meio de um hormônio Sinalização por intermédio de um neurotransmissor 20 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos A diferenciação celular também ocorre após o desenvolvimento embrionário. Muitos órgãos e tecidos abrigam células com capacidade de se diferenciar em outras, mesmo após o término de sua formação. 21 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos A diferenciação das células-tronco hematopoiética 22 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular em tecidos adultos A diferenciação das células-tronco hematopoiética 23 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular reversível A diferenciação celular não é um processo irreversível. É possível promover uma desprogramação nuclear, em que todos os genes são ativados, voltando a ser uma célula embrionária. No processo de regeneração, como no fígado, por exemplo, também ocorre a desprogramação nuclear das células. 24 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Diferenciação celular reversível Ovelha Dolly 25 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Exercício 1) (CESGRANRIO) Na embriogênese, a partir dos três folhetos iniciais, vão surgindo por diferenciação celular os tecidos embrionários e destes resultarão os tecidos definitivos, que formarão os órgãos e todas as partes do corpo. Assinale a opção que associa corretamente a estrutura presente em vertebrados e o folheto embrionário que lhe deu origem.a) Ectoderma – sistema nervoso, Mesoderma – tecido conjuntivo, Endoderma – pulmões. b) Ectoderma – músculos, Mesoderma – pâncreas, Endoderma – epiderme. c) Ectoderma – sistema urinário, Mesoderma – bexiga, Endoderma – músculos. d) Ectoderma – pulmões, Mesoderma – sistema urinário, Endoderma – sistema nervoso. e) Ectoderma – tecido conjuntivo, Mesoderma – epiderme, Endoderma – pâncreas. 26 AULA 12: Diferenciação Celular Biologia Celular Exercício 1) (FATEC) A seguir temos duas afirmações, podendo a segunda ser uma razão para a primeira. 1ª Afirmação: O cérebro, o cerebelo, os nervos e as glândulas sudoríparas originam-se da mesoderme PORQUE 2ª Afirmação: esse folheto embrionário apresenta diferenciação celulares que originarão a porção mais volumosa dos órgãos internos, os quais se desenvolverão no celoma, cavidade no meio da mesoderme. Assinale a alternativa correta. a) As duas afirmações são verdadeiras, e a segunda é uma justificativa da primeira. b) As duas afirmações são verdadeiras, e a segunda não é uma justificativa da primeira. c) A primeira afirmação é falsa, e a segunda é verdadeira. d) A primeira afirmação é verdadeira, e a segunda é falsa. e) As duas afirmações são falsas. 27 AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Ler o capítulo 6 - Diferenciação celular, potencialidade e a biologia das células-tronco Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA. 28
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