DIFERENCIAÇÃO CELULAR

Prévia do material em texto

27/08/2013 
1 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS, AMBIENTAIS E BIOLÓGICAS 
CCA 480 – BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR E DIVISÃO 
DO TRABALHO 
Docente: Eliana Maria Rocha Sousa 
No corpo humano ou em outro 
animal, podemos observar mais de 
200 tipos diferentes de células, que 
podem apresentar tamanhos e 
formas exclusivas. 
E por que isso acontece? 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR 
 
Processo de especialização das células, que 
passam a desenvolver funções específicas 
• DNA = igual em todas as células que compõem um indivíduo 
 
 
• Fruto da herança de nossos pais e presente no núcleo da primeira 
célula 
 
 
• União do óvulo e espermatozoide (união da informação 
genética) formação de uma célula (zigoto) derivam todas as 
outras células de um animal adulto. 
 
 
• Zigoto tem potencial de forma todas as outras células 
TOTIPOTENTE 
 
Se todas as células existem a partir do zigoto e dessa forma 
apresentam a mesma informação genética, como explicar a 
diferente morfologia e função das várias células do organismo? 
27/08/2013 
2 
Expressão de genes relacionados ao metabolismo básico 
 
Expressão de genes específicos para o desempenho da função celular e 
consequentemente síntese de proteínas específicas para o tipo celular 
 
Controle transcricional e pós-transcricional 
ATIVAÇÃO DE CERTOS GENES E INATIVAÇÃO DO OUTROS Controle transcricional - regula a disponibilidade do DNA para gerar 
mRNA. 
Controle pós-transcricional 
• Diferentes formas: 
 
- Interferindo na eficiência do processo do mRNA 
 
- Transporte de mRNA para o citoplasma e a tradução do mRNA 
 
- Tempo de vida útil do mRNA ou do produto proteico 
 
 
• Geralmente ocorre de forma mais rápida do que o controle 
transcricional 
 
 
• Responde a necessidade imediata da célula 
DIFERENCIAÇÃO E POTENCIALIDADE 
NAS CÉLULAS 
• Características das células 
 
 
• Diferenciação = grau de 
especialização da célula 
 
 
• Potencialidade = Capacidade 
da célula originar outros tipos 
celulares 
 
 
• Inversamente proporcional 
 
P
O
T
E
N
C
I
A
L
I
D
A
D
E 
D
I
F
E
R
E
N
C
I
A
Ç
Ã
O 
A B 
C D 
E 
• Células transplantadas provenientes de embriões jovens são responsivas aos 
sinais emitidos pelos sinais pelos tecidos do embrião receptor. 
 
• Células provenientes de embriões tardios que já iniciaram um programa de 
diferenciação continuarão no tecido receptor, independente dos sinais. 
Gástrula 
Nêurula 
Gástrula 
Gástrula 
COMEÇO DA DIFERENCIAÇÃO 
CELULAR EM ANIMAIS 
Fertilização Clivagem (sucessivas divisões mitóticas) 
Aumentar o número de células – mitoses sem síntese de RNA e 
proteínas. 
Acumulo de RNA polimerase, histonas, mitocôndrias e ribossomos. 
Moléculas são codificadas por genes pertencentes a mãe e não ao 
embrião. 
Ausência das fases G1 e G2, assim uma mitose ocorre logo após a 
outra rapidamente 
Tamanho da célula filha diminui quando aumenta as divisões. 
27/08/2013 
3 
COMEÇO DA DIFERENCIAÇÃO 
CELULAR EM ANIMAIS 
Massa celular interna acarreta a 
formação dos folhetos embrionários: 
ectoderma, mesoderma e endoderma. 
Blastocitos: visualização de dois tipos de tecidos, 
massa celular interna primórdio do futuro corpo do 
indivíduo, e trofoblasto que atua na formação da 
placenta. 
Quantidade de células  gastrulação início 
da transcrição e movimentos morfogenéticos 
nas células 
COMEÇO DA DIFERENCIAÇÃO 
CELULAR EM ANIMAIS 
Morfogênese (rearranjo celular) e 
controle da transcrição  gastrulação 
Posicionamento das células em 
microambientes 
Programa de diferenciação 
de cada célula 
Modificação celular esta 
ligada ao citoesqueleto 
Sinalização por meio de 
moléculas extracelulares , se 
ligam a receptores de 
membrana e ativa a 
fosforilação em cinases 
proteicas que irão agir no 
citoesqueleto 
A DIFERENCIAÇÃO E OS FATORES 
INTRACELULARES E EXTRACELULARES 
Fatores intracelulares 
• Compartimentalização precoce de componentes citoplasmáticos no 
zigoto persiste na clivagem 
 
- Primeiro passo para diferenciação 
 
- Destino celular das células filhas 
 
 
• Variações nos conteúdos proteicos 
 
 
• Variações na expressão de genes de uma célula 
A DIFERENCIAÇÃO E OS FATORES 
INTRACELULARES E EXTRACELULARES 
Fatores extracelulares 
• Fatores locais: 
- Sinais (moléculas) enviados de outras células ou da matriz 
extracelular 
- Direção do desenvolvimento 
- Indução de determinados tecidos 
 
• Fatores ambientais: 
 
- Físicos = raios X e radioatividade 
- Químicos = drogas, substâncias poluentes e 
 medicamentos 
- Biológicos = infecção viral (rubéola) 
Agentes teratogênicos 
(tetra= malformação e gênico 
= gerador) 
Única célula pode enviar e ao mesmo tempo receber 
sinais 
A DIFERENCIAÇÃO CELULAR EM ORGANISMOS ADULTOS 
• Logo após ao nascimento os órgãos encontram-se completamente 
diferenciado????? 
 
 
 
 
 
• Recém–nascidos diversas partes do organismo estão em fases 
diferentes de desenvolvimento. 
 
 
 
 
• Diferenciação em ritmo diferente. 
 
- Rins, fígado, sistema nervoso 
 
- Mielinização começa no quarto mês de vida intra-uterina e termina 
no segundo ano de vida. 
 
 
27/08/2013 
4 
A DIFERENCIAÇÃO CELULAR EM ORGANISMOS ADULTOS 
• Glândulas mamárias - diferenciação em 
adultos 
 
- Estacionam na fase inicial das glândulas 
exócrinas (formação de ductos) 
 
- Durante a gravidez o processo de 
diferenciação inicia novamente 
 
- Depois da gravidez as glândulas 
retornam, devido a apoptose 
Ácinos 
A DIFERENCIAÇÃO CELULAR EM ORGANISMOS ADULTOS 
Restrição da potencialidade pela diferenciação pode ser 
revertido, artificialmente ou naturalmente 
Desprogramação nuclear artificial Clonagem de organismos 
Elementos 
citoplasmáticos 
desprogramaram 
núcleo epitelial, 
voltam a 
totipotencialidade 
A DIFERENCIAÇÃO CELULAR EM ORGANISMOS ADULTOS 
 
• Diferenciação da célula tronco e evolução da técnica de 
desprogramação nuclear 
 
 
• Clonagem de mamíferos por meio de células de animais adultos 
 
 
• Ovelha Dolly e outros mamíferos 
 
 
• Dolly após 277 tentativas dos cientistas 
Comprovado que células de animais adultos 
apresentam informação genética completa para 
desenvolver todos os tipos celulares do organismo 
ALGUNS TECIDOS POSSUEM CÉLULAS TRONCO 
• Célula tronco podem gerar outras irreversivelmente diferenciadas 
 
• Função = manter uma reserva celular constante que pode 
diferenciar-se em tipos especializados 
 
• São multipotentes = não geram todos os tipos de células apenas 
algumas. 
 
• É comum células tronco já expressarem genes que direcionam seu 
destino 
 
- Células tronco da epiderme = formação das células epiteliais 
 
- Uma parte das células troncos não se diferenciam 
 
- Reserva tecidual de células trocos 
ALGUNS TECIDOS POSSUEM CÉLULAS TRONCO 
Células tronco do tecido nervoso 
• Região restrita do tecido nervoso 
 
 
• Manipulação in vitro demonstram que são capazes de formar 
neurônios e glia (suporte aos neurônios). 
 
 
• Capacidade limitada de aumentar a população do sistema 
nervoso em experimento 
 
 
• Possibilidade de terapias neurorregenerativas 
 
27/08/2013 
5 
ALGUNS TECIDOS POSSUEM CÉLULAS TRONCO 
Células tronco da medula óssea 
• Origina todas as células do sangue e outros tipos de células do corpo 
 
• São comumente usadas em tratamento de doenças do sangue e 
também células ósseas , cartilaginosas, dentre outras. 
 
• Possibilidade terapêutica de reconstituição de tecidos destruídopor 
doenças hereditárias ou adquiridas 
APOPTOSE, MECANISMOS DE AUTODESTRUIÇÃO 
• Morfogênese = proliferação e diferenciação celular 
 
• Necessidade de eliminar as células que não são necessárias 
 
• Destruição programada de algumas células 
Calda do girino 
Dedos grudados 
do feto 
Linfócitos T que 
atacam o tecido 
Depois da amamentação 
ocorre destruição da célula 
APOPTOSE 
APOPTOSE, MECANISMOS DE AUTODESTRUIÇÃO 
Inchada toda a 
célula, 
rompimento e 
lançamento do 
conteúdo no 
meio 
extracelular, 
produzindo a 
inflamação 
Compactação da 
célula que emite 
brotamento 
citoplasmático 
que se destacam 
da superfície e 
são fagocitadas 
por macrófagos 
APOPTOSE, MECANISMOS DE AUTODESTRUIÇÃO 
• Falta de alguns hormônios e fatores de crescimento 
 
 
• Regulação do tamanho do tecido 
 
 
• Renovação de células epiteliais 
 
 
• Células penetradas por patógenos, vírus, bactérias 
 
 
• DNA da própria célula sofre mutação - células malignas 
Quando ocorre a apoptose: