diferenciação celular 2013

Prévia do material em texto

DIFERENCIAÇÃO 
CELULARCELULAR
EVOLUÇÃO
Seres Unicelulares Seres Multicelulares
Protozoários Animais
Algas Plantas
AUMENTO NA VARIEDADE DAS CÉLULAS
Espongiários 5 Mamíferos 200
Como podem os genes controlar o processo que leva 
uma única célula a dar origem a um organismo 
constituído de células tão diferentes?
HIPÓTESES:
1) Perda de genes durante a diferenciação
2) Inativação de genes
Diferenciação Celular
� Consiste no processo de especialização 
das células, as quais exercer funções 
específicas.específicas.
� Potencialidade: é a capacidade que a 
célula tem de originar outros tipos 
celulares.
Diferenciação Celular
� Potencialidade: é a capacidade que a 
célula tem de originar outros tipos 
celulares.celulares.
� Diferenciação: grau de especialização 
da célula;
� Quanto ↑ a potencialidade, ↓ a 
diferenciação e vice-versa.
Diferenciação
• Diferenciação celular:
• Fecundação → Clivagem → Gastrulação
Diferenciação celular
Fatores que controlam a 
Diferenciação Celular
• Fatores Intracelulares:
- Derivam do programa existente no DNA da célula;
- No caso do zigoto, de material previamente acumulado no 
seu citoplasma:seu citoplasma:
� Distribuição Assimétrica de macromoléculas.
• Fatores Extracelulares:
-Resultam de sinais provenientes de:
� Outras células;
� Matriz extracelular;
� Agentes do meio ambiente: físicos, químicos ou biológicos. 
Diferenciação celular
• Aumenta rapidamente o número de células do embrião
• Clivagem
• Aumenta rapidamente o número de células do embrião
• Transcrição temporariamente inibida (sem fases G1 e 
G2)
• Tamanho das células filhas diminui progressivamente
• Término da clivagem: volume do embrião é 
praticamente o mesmo, mas com um número de 
células maior.
Gastrulação
� É o processo de mudanças na forma
embrionária caracterizada por movimentos
celulares intensos.
� Resulta na definição dos três folhetos
embrionários:
- Ectoderma
- Mesoderma
- Endoderma
• Gastrulação
• Mudança na forma embrionária
• Movimentos morfogenéticos
• Formação dos três folhetos embrionários:
• Ectoderma, mesoderma e endoderma
Diferenciação celular
Diferenciação na Embriogênese
• O efeito do microambiente sobre a diferenciação de células em estágios
diferentes da embriogênese.
Desenvolvimento do embrião
� Folhetos embrionários:
Classificação
� Totipotente:
- É aquela que pode formar todas as células do 
corpo.
- Zigoto.- Zigoto.
Desenvolvimento do embrião
� Determinação do plano corporal em Drosophila:
• Blastômeros (células totipotentes)
• Diferenciação: zero
Diferenciação celular
• Células nervosas e do músculo cardíaco:
• Potencialidade: 100%
• Diferenciação: 100% • Potencialidade: zero
• Células totipotentes: células que tem o potencial • Células totipotentes: células que tem o potencial 
de gerar qualquer tipo celular
• Células tronco embrionárias
• Células pluripotentes: células com a capacidade 
de diferenciação limitada, podendo dar origem a 
poucos tipos celulares
• Células do cordão umbilical
� Multipotente:
- São capazes de se diferenciar em um número
limitado de tipos celulares.
Classificação
Ex: Células-tronco:
� São células pouco diferenciadas.
� Mantêm uma reserva celular constante.
Células-Tronco
� Dividem-se continuadamente durante a vida
do organismo, produzindo células que
poderiam gerar outras irreversivelmente
diferenciadas.diferenciadas.
� Finalidade Teurapêutica:
- Terapias neurorregenerativas e neoformação e
reconstrução de tecidos destruídos.
Diferenciação celular
• A diferenciação é um processo controlado 
por fatores:
• Intracelulares
• Extracelulares
Fatores de 
crescimento
Expressão 
diferencial de 
genes
Fatores 
ambientais
Hormônios
Matriz 
extracelular
crescimento
Diferenciação celular
CÉLULA 
TOTIPOTENTE
• Fatores Intracelulares – Expressão diferencial de genes
HEMÁCIA
CÉLULA 
MUSCULAR NEURÔNIO HEPATÓCITO
Regulação Gênica
� Resulta da inativação de certos genes e 
ativação de outros.
� Pode ser:
- Controle Transcricional: 
� É exercido no DNA.
- Controle Pós-transcricional:
� Atua entre a transcrição e tradução de 
proteínas.
Controle Transcricional
� Regula a disponibilidade do DNA para gerar
mRNA.
� Ativação:
- Mediada por fatores de transcrição
específicos.
� Inativação:
- Metilação do DNA;
- Fatores Protéicos Nucleares.
Ativação
Inativação
Controle Pós-Transcricional
� É a variação da estabilidade dos mRNA.
� Regulação da estabilidade protéica.
Diferenciação celular
• Fatores extrínsecos
• Embriogênese óptica
• Diferenciação do pâncreas e das glândulas salivares
Vesícula óptica → Cristalino → Córnea
• Diferenciação do pâncreas e das glândulas salivares
Diferenciação 
Broto epitelial + tecido conjuntivo embrionário-
X
Diferenciação celular
• Diferenciação em organismos adultos
• No recém-nascido os rins e o fígado ainda não 
estão completamente diferenciados;
• O desenvolvimento do sistema nervoso continua 
durante os primeiros anos de vida;
• Glândulas mamárias.• Glândulas mamárias.
• Células tronco (Adultos)
• São células pouco diferenciadas tem a capacidade 
de se dividir e gerar outras células diferenciadas;
• Encontradas em alguns tecidos
Diferenciação celular
Células tronco da epiderme
células epiteliais queratinizadas
Células tronco do epitélio intestinalCélulas tronco do epitélio intestinal
células absortivas e caliciformes
• Nem todas as células tronco que se dividem 
geram células diferenciadas.
Hemocitopoese
Diferenciação celular
• Fatores extrínsecos – Ambientais (teratogênicos; 
terato = malformação, gênico = formador)
• Físicos: raios X, radioatividade, temperatura.
• Químicos: drogas, substâncias poluentes, medicamentos.
• Biológicos: infecção viral. • Biológicos: infecção viral. 
• Podem causar mutações nos genes ou inibir a 
atividade de enzimas que participam do 
processo de diferenciação.
Apoptose
� Durante o desenvolvimento embrionário
• Metamorfose em girino.
Desprogramação Nuclear
� É a reversão dos processos de restrição 
genômicos.
� Processo de diferenciação pode ser reversível.
� Pode ser de dois tipos:
- Clonagem
- Regeneração:
Ex: Fígado.
Diferenciação celular
• O processo de diferenciação é reversível 
(desprogramação nuclear)
• Artificialmente
• Xenopus laevis• Xenopus laevis
• Célula epitelial de girino + ovo enucleado
• Dolly
• Célula somática adulta + ovo enucleado
A desprogramação nuclear Material genético 
não é perdido ou 
alterado no 
desenvolvimento, 
acontece uma 
expressão 
seletiva de genes
•Dolly (Roslin Institute - 1997)
Célula somática adulta 
+ ovo enucleado
seletiva de genes
Etapas básicas da diferenciação celular;
A fixação do destino das células na gástrula envolvendo 
DIFERENCIAÇÃO CELULARDIFERENCIAÇÃO CELULAR
A fixação do destino das células na gástrula envolvendo 
processos seqüenciais;
O controle da diferenciação por fatores intrínsecos e 
extrínsecos;
As células tronco e a importância da hemocitopoese; 
A diferenciação de tecidos e órgãos.