Biologia Celular - organelas

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Biologia Celular
Células procariontes
caracterizam-se pela escassez de membranas. Nelas, geralmente a única membrana existente é a membrana plasmática.
essas células constituem as bactérias (as cianofíceas, ou algas azuis, também são bactérias).A célula procarionte mais bem estudada é a bactéria Escherichia coli
plasmática semelhante à que envolve as células eucariontes. Por fora dessa membrana existe uma parede rígida. Conforme a bactéria, a espessura dessa parede é muito variável. Ela é constituída por um complexo de proteínas e glicosaminoglicanas. A parede bacteriana tem, sobretudo, função protetora.
No citoplasma das bactérias existem ribossomos ligados a moléculas de RNA mensageiro (mRNA), constituindo polirribossomos.Encontram-se, em geral, dois ou mais cromossomos idênticos, circulares, ocupando regiões denominadas nucleoides
As células procariontes não se dividem por mitose, e seus filamentos de DNA não sofrem o processo de condensação que leva à formação de cromossomos.
Em alguns casos podem existir invaginações da membrana plasmática que penetram no citoplasma, no qual se enrolam, originando estruturas denominadas mesossomos.  (participação na segregação dos cromossomos durante a divisão, papel respiratório)
falta de um citoesqueleto nas células procariontes. Nas eucariontes, o citoesqueleto é responsável pelos movimentose pela forma das células, que, muitas vezes, é complexa. 
A forma simples das células procariontes, em geral esférica ou em bastonete, é mantida pela parede extracelular, sintetizada no citoplasma e agregada à superfície externa da membrana celular. essencial para proteger as células contra os fatores muitas vezes agressivos desses habitats.
O citoplasma das células procariontes não se apresenta subdividido em compartimentos, ao contrário do que ocorre nas células eucariontes, nas quais um extenso sistema de membrana cria, no citoplasma, microrregiões que contêm moléculas diferentes e executam funções especializadas.
Células eucariontes
Essas células apresentam duas partes morfologicamente bem distintas - o citoplasma e o núcleo -, entre as quais existe um trânsito constante de moléculas diversas, nos dois sentidos.
Característica importante das células eucariontes é sua riqueza em membranas formando compartimentos que separam os diversos processos metabólicos graças ao direcionamento das moléculas absorvidas ou produzidas nas próprias células. Além disso, há grandes diferenças enzimáticas entre as membranas dos vários compartimentos. A célula eucarionte é como uma fábrica organizada em seções de montagem, pintura, embalagem etc. Além de aumentar a eficiência, a separação das atividades permite que as células eucariontes atinjam maior tamanho, sem prejuízo de suas funções.
Preenchendo o espaço entre as organelas e os depósitos, também chamados inclusões, encontra-se a matriz citoplasmática ou citosol. O citosol contém água, íons diversos, aminoácidos, precursores dos ácidos nucleicos, numerosas enzimas, incluindo as que realizam a glicólise anaeróbia e as que participam da degradação e síntese de hidratos de carbono, de ácidos graxos, de aminoácidos e de outras moléculas importantes para as células. O citosol contém microfibrilas,constituídas de actina, e microtúbulos, constituídos de tubulina,cujas unidades monoméricas se podem despolimerizar e polimerizar novamente, de modo reversível e dinâmico, o que explica as modificações de sol para gel, e vice-versa.
Citoesqueleto
Os principais elementos do citoesqueleto são os microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários.
Os microtúbulos são fibras espessas formadas de tubulina, um tipo de proteína globular, e apresentam-se como filamentos longos e ocos. Os microtúbulos atuam, segundo alguns autores, como vigas mestras, resistindo à compressão. Eles também ajudam na movimentação das células, uma vez que formam os cílios e flagelos, e na movimentação dos cromossomos no processo de divisão celular e das organelas. Os microtúbulos são estruturas bastante dinâmicas e podem aumentar e diminuir de tamanho Isso acontece por causa da adição ou da perda de subunidades de tubulina.
Os microfilamentos ou filamentos de actina são fibras sólidas formadas por duas fitas intercruzadas de moléculas de actina, a qual também é uma proteína globular. Eles relacionam-se com a manutenção da forma da célula, contração muscular e motilidade celular, o que garante movimento ameboide. Essas estruturas são encontradas por toda a célula, porém apresentam-se mais concentradas logo abaixo da membrana.
Os filamentos intermediários possuem um tamanho intermediário, são maiores que os microfilamentos, mas menores que os microtúbulos. Eles apresentam-se como filamentos superenrolados em cabos. Esses filamentos não são encontrados em todos os tipos celulares, pois existem apenas em células de alguns animais. Eles também relacionam-se com a manutenção da forma da célula e ancoragem de organelas.
Quando despolimerizadas (separadas umas das outras), as moléculas das proteínas actina e tubulina conferem maior fluidez ao citosol. Quando polimerizadas em microfibrilas e microtúbulos, conferem a consistência de gel à região citoplasmática.
Centríolo
Normalmente, as células possuem um par de centríolos posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente. São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si, formando um tipo de cilindro Dois centríolos dispostos perpendicularmente formam um diplossomo. não é revestido por membrana e são formados por nove grupos de três microtúbulos( 9 trincas).
Sabe-se que exerce função vital na divisão celular. Durante os processos mitótico e meiótico, feixes de microtúbulos e microfibrilas são sintetizados no citoplasma (e recebem o nome de ásteres) e posicionados de modo a uma de suas extremidades ficar ligada ao centríolo, enquanto a outra extremidade prende-se ao centrômero do cromossomo. Esta polarização e os microtúbulos associados são conhecidos como fuso mitótico.
auxiliam na formação dos cílios e dos flagelos.
Mitocôndria
são esféricas ou alongadas, responsável pela respiração celular (processo de conversão ou “extração” da energia das ligações químicas das moléculas orgânicas).
Constituída por duas membranas. A interna apresenta projeções para o interior da organela, as cristas mitocondriais, que tem aspecto achatado,como prateleiras, aumenta a superfície da membrana interna e contem enzimas da fosforilação oxidativa e do sistema transformador de elétrons.
Glicólise: é um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6), proveniente da alimentação, é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato(C3H4O3), liberando energia. É a primeira etapa do processo de respiração celular que ocorre no hialoplasma celular.O ácido pirúvico, formado no hialoplasma, penetra na mitocôndria, perde CO2 e sob a ação das descarboxilases (enzimas), converte-se em Acetil CoA, que combina-se com o ácido oxalacético (oxaloacetato), formando ácido cítrico e liberando a coenzima A. Na respiração aeróbica é originado o piruvato que entra no ciclo de Krebs, enquanto narespiração anaeróbica, a glicose origina o lactato ou o etanol que participam, respectivamente, da fermentação lática ou alcoólica.
Ciclo de Krebs: A descarboxilação oxidativa do piruvato dá início ao ciclo de Krebs. Ela corresponde a remoção de um CO2 do piruvato, gerando o grupo acetil que se liga a coenzima A (CoA) e forma o Acetil-CoA. essa reação produz NADH, uma molécula carregadora de energia que ao entrar na mitocôndria combina-se com ácido oxalacético para formar ácido cítrico.. Isso então se torna o material de partida para uma segunda reação química. Este passo produz bastante dióxido de carbono e duas moléculas adicionais, NADH e FADH 2 , que são ricas em elétrons. As duas moléculas se movem para a membrana mitocondrial interna e começam o terceiro passo:
Fosforilação oxidativa:Nesta última reação química, NADH e FADH 2  doam seus elétrons para oxigênio, o que leva a condições adequadaspara a formação de ATP. Possibilita a reutilização das coenzimas. A re-oxidação possibilita que a energia mantida nas coenzimas possa ser utilizada para a síntese de ATP. Processo efetuado pela cadeia de transporte de elétrons (cadeia respiratória). Síntese do ATP (ADP +Pi ATP) utilizando a energia da oxidação das coenzimas.
Existência de partículas elementares arredondadas que se prendem por um pendúculo a face interna da membrana mitocondrial interna,as quais contem enzimas da fosforização de ADP em ATP.
 A matriz é a porção central da organela e é cercada por cristas. Contem proteínas e pequenas quantidades de DNA e RNA,sendo seu DNA formado de filmentos duplos e circulares, sintetizados pela mitocôndria e sua replicação é independente do DNA do nucléolo.
 Teoria endossimbiótica: sugeriu-se que as mitocôndrias e os cloroplastos de plantas eram uma vez células procarióticas livres que foram engolidas por uma célula hospedeira eucariótica primitiva.  Margulis baseou sua hipótese em duas provas fundamentais. Primeiro, as mitocôndrias possuem seu próprio DNA. Em segundo lugar, os organelas são capazes de traduzir as mensagens codificadas em seus genes para proteínas, sem usar nenhum dos recursos da célula eucariótica.
A principal função das mitocôndrias é liberar energia química gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose, provenientes dos alimentos, armazenando 50% nas ligações fosfato das moléculas de ATP (adenosina-trifosfato) e os 50% restante são dissipados em forma de calor para manter a temperatura do corpo
Na mitose, cada célula-filha recebe aproximadamente metade das mitocôndrias da célula-mãe.
Ribossomos
Os ribossomos são pequenas partículas compostas de quatro tipos de RNA ribossomal (rRNA) e cerca de 80 proteínas diferentes. Há dois tipos de ribossomos .Ambos os tipos de ribossomos são constituídos por duas subunidades de tamanhos diferentes. Nas células eucariontes, a maior parte do RNA das duas subunidades (rRNA) é sintetizada no nucléolo. 
As proteínas são todas sintetizadas no citoplasma, migram para o núcleo através dos poros nucleares e se associam aos rRNA. Depois de prontas, a subunidade menor e a maior, separadas, saem do núcleo pelos poros nucleares, passando para o citoplasma, no qual exercerão suas funçôes. 
Em razão dos numerosos grupamentos fosfato do rRNA, os ribossomos são basófilos.
Polirribossomos são grupos de ribossomos unidos por uma molécula de RNA mensageiro A mensagem contida no mRNA é o código para a sequência de aminoácidos na molécula proteica que está sendo sintetizada, e os ribossomos desempenham um papel importante na decodificação, ou tradução, da mensagem para a síntese proteica.
Muitas proteínas, como as que se destinam ao citosol, mitocôndrias e peroxissomos, são produzidas em polirribossomos que permanecem isolados no citosol.
Reticulo endoplasmático Rugoso
Rede de vesículas achatadas, vesículas esféricas e túbulos que se intercomunicam, formando um sistema contínuo, Esses elementos apresentam uma parede formada por uma unidade de membrana que delimita um espaço irregular, as cisternas do retículo endoplasmático .As cisternas constituem um sistema de túneis, de forma muito variável, que percorre o citoplasma A membrana apresenta os poliribossomos na sua superfície citossólica sintetizando proteínas que são injetadas nas cisternas. 
É abundante nas células especializadas na secreção de proteínas, como as células acinosas do pâncreas (enzimas digestivas), fibroblastos (colágeno)).Além disso, note que as cisternas do retículo endoplasmático granuloso têm a forma de sáculos, enquanto as do retículo endoplasmático liso são tubulares. endoplasmático granuloso consiste em cisternas saculares ou achatadas, limitadas por membrana que é contínua com a membrana externa do envelope nuclear.
A principal função do retículo endoplasmático granuloso é segregar do citosol proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular. Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, a síntese de fosfolipídios, a síntese das proteínas integrais da membrana e a montagem de moléculas proteicas com múltiplas cadeias polipeptídicas. Toda síntese de proteínas começa em polirribossomos livres no citosol. ORNA mensageiro das proteínas destinadas à segregação no retículo endoplasmático contém uma sequência adicional de bases na sua extremidade 5' que codifica uma sequência de 20 a 25 aminoácidos, quase todos hidrofóbicos, chamada sequência sinal. A sequência sinal a partícula reconhecedora do sinal ou SRP .A SRP inibe a continuação do alongamento da cadeia proteica até que o complexo SRP-polirribossomo ligue-se a um receptor da membrana do retículo endoplasmático rugoso. Essa ligação libera a SRP do polirribossomo, possibilitando que a síntese proteica continue (Figura 2.18). Na cisterna do retículo endoplasmático granuloso, a sequência sinal é removida por uma enzima específica, a peptidase do sinal, localizada na superfície interna da membrana do retículo. Nas cisternas ocorrem modificações pós-translacionais, como hidroxilações, glicosilações, sulfatações e fosforilações.. 
Retículo endoplasmático liso
Não apresenta ribossomos, e sua membrana geralmente se dispõe sob a forma de túbulos que se anastomosam (Figura 2.16). A membrana do retículo endoplasmático liso é contínua com a do retículo granuloso,
 Nas células que produzem esteroides, como as da glândula adrenal, ele ocupa grande parte do citoplasma e contém algumas das enzimas necessárias para a síntese desses hormônios. O retículo endoplasmático liso é abundante também nas células do fígado, em que é responsável pelos processos de conjugação, oxidação e metilação, dos quais as células lançam mão para inativar determinados hormônios e neutralizar substâncias nocivas e tóxicas.
Outra função importante do retículo endoplasmático liso é a síntese de fosfolipídios para todas as membranas celulares. Graças à enzima glicose-6-fosfatase, encontrada em suas membranas, o retículo endoplasmático liso participa da hidrólise do glicogênio, produzindo glicose para o metabolismo energético.
		Corpúsculos de nissl
O corpúsculo de Nissl são acumulações basófilas “tigroides” ( se exibem como manchas escuras) encontradas no citoplasma de células nervosas(neurônio) espalhadas ao redor dos corpos celulares onde estão presentes numerosas cisternas de reticulo endoplasmático rugoso e poliribossomos. Devido a presença do corpúsculo de Nissl os neurônios tem uma grande capacidade sintética de proteínas. Os neurônios maiores, motores, por exemplo; costumam possuir uma maior quantidade de corpúsculos de Nissl. Algumas dessas proteínas farão parte das membranas celulares e outras participarão de enzimas que atuam na produção de neurotransmissores.
Endossomos
Formam um compartimento que recebe as moléculas introduzidas no citoplasma das células pelas vesículas de pinocitose, que se originam da membrana plasmática é um sistema extenso, que se vai desde a periferia do citoplasma até as proximidades do núcleo celular. 
É formado por vesículas e túbulos, cujo interior apresenta pH ácido. 
Esse compartimento é responsável pela separação e pelo endereçamento do material que penetra no citoplasma pelas vesículas de pinocitose. Grande parte desse material é encaminhada para os lisossomos;
Aparelho de golgi
É um conjunto de vesículas achatadas e empilhadas, com as porções laterais dilatadas
O complexo de Golgi completa as modificações pós-tradução, empacota e coloca um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula, encaminhando-as, principalmente, para vesículas de secreção, para lisossomos ou para a membrana celular. As proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso são transferidas para o complexo de Golgi por meio de pequenas vesículas que se destacam de uma parte do retículo endoplasmático desprovida de polirribossomos, migram e se fundem com as membranas do complexo de GolgL é uma estrutura polarizada, isto é, tem uma face diferente da outra. Sua superfície convexa ou cis recebe asvesículas que brotam do retículo endoplasmático, enquanto a superfície côncava ou trans origina vesículas onde o material deixa o Golgi
Uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias.
É responsável também pela formação dos  lisossomos, e do acrossomo do espermatozoide (bolsa de enzimas que facilitam a penetração na zona pelúcida), do glicocalix e está ligado à síntese de polissacarídeosnele, as proteínas são modificadas, ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais.
Lisossomos
São bolsas membranosas onde o interior é ácido e contém diversas enzimas hidrolíticas.As hidrolases(cisão do material através da utilização de água) dos lisossomos têm atividade máxima em pH ácido(5,0) 
Apresentam aspecto granular nas micrografias eletrônicas (Figura 2.25). A membrana dos lisossomos constitui uma barreira, impedindo que as enzimas ataquem o citoplasma. O pH do citosol (aproximadamente 7,2) constitui uma defesa adicional para proteger a célula contra a ação das enzimas que, acidentalmente, poderiam escapar dos lisossomos para o citosol. As enzimas dos lisossomos são segregadas no retículo endoplasmático granuloso e transportadas para o complexo de Golgi, no qual são modificadas e empacotadas nas vesículas que constituem os lisossomos primários. Partículas do meio extracelular são introduzidas na célula por meio dos fagossomos, vesículas que se formam pela fagocitose .A membrana dos lisossomos primários funde-se com a dos fagossomos, misturando as enzimas com o material a ser digerido. A digestão intracelular tem lugar dentro desse novo vacúolo, que é chamado de lisossomo secundário.
Em alguns casos podem ficar no lisossomo restos de material não digerido, formando-se assim um corpo residual que pode ser eliminado do citoplasma. Em algumas células, como os neurônios e as células musculares cardíacas, os corpos residuais se acumulam com o tempo, formando os grânulos de lipofuscina.
Peroxissomos
Os peroxissomos são organelas pequenas estruturas em formato arredondado os quais estão envoltos por uma membrana lipoproteica. Em seu interior contém enzimas oxidases,  enzimas oxidativas que transferem átomos de hidrogênio de diversos substratos para o oxigênio, segundo a reação:
RH2 + 02-. R + H202
Os peroxissomos contêm a maior parte da catalase celular, enzima que converte peróxido de hidrogênio (H202) em água e oxigênio:
2H202 􀀇 2HzÜ + 02
A atividade da catalase é importante porque o peróxido de hidrogênio (H202) que se forma nos peroxissomos é um oxidante enérgico e prejudicaria a célula se não fosse eliminado rapidamente.
Essas enzimas oxidam os ácidos graxos  produzindo aceltilco A para a síntese de colesterol e participam da respiração celular por oxidar a glicose na reação de glicólise que gera acido pirúvico e piruvato.
Os peroxissomos têm também um papel na desintoxicação. Por exemplo, cerca da metade do álcool etílico (etanol) consumido por uma pessoa é destruído por oxidação nos peroxissomos, principalmente nos do fígado e dos rins.
Proteassomos 
Os proteassomos são complexos de diversas proteases que digerem proteínas assinaladas para destruição pela união com ubiquitina. A degradação de proteínas é necessária para remover excessos de enzimas e outras proteínas, quando elas, após exercerem suas funções normais, tornam-se inúteis para a célula. Os proteassomos também destroem moléculas proteicas que se formam com defeitos estruturais e as proteínas codificadas por vírus, que seriam usadas para produzir novos vírus.
Nucleo e nucléolo
O núcleo é indispensável para a divisão celular nos seres eucariontes. É onde ocorre o controle das atividades metabólicas nessas células, como a transcrição do RNA.
Contém poros que regulam o intenso trânsito de macromoléculas do núcleo para o citoplasma e deste para o núcleo.
 Todas as moléculas de RNA do citoplasma são sintetizadas no núcleo, e todas as moléculas proteicas do núcleo são sintetizadas no citoplasma. 
A membrana externa do envoltório nuclear contém polirribossomos, fazendo parte do retículo endoplasmático rugoso. 
O nucléolo é um corpúsculo no interior do núcleo semelhante a uma esfera, porém  não é delimitado por nenhum tipo de membrana. É feito principalmente de RNA ribossômico( que forma os ribossomos), DNA e proteínas. Só é visível no núcleo interfásico, ou seja, quando a célula não está em processo de divisão celular.Geralmente, os nucléolos são basófilos em razão do RNA, que se cora por corantes básicos; contudo, os que apresentam elevado teor de proteínas básicas, que têm afinidade pelos corantes ácidos, são acidófilos.
Cromatina:
A cromatina é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas(proteínas de caráter básico que têm função estrutural na organização dos cromossomo e são responsáveis pelo primeiro nível de empacotamento do DNA na cromatina,) um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos.
Quando se observam núcleos corados ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais intensamente do que outras. As regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras.
Para assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina, que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina 
A heterocromatina é inativa por que nela a dupla hélice de DNA está muito compactada, o que impede a transcrição.
Características que distinguem as células eucariontes vegetais das animais
Presença de paredes:Além da membrana plasmática, as células das plantas contêm uma ou mais paredes rígidas que lhes conferem forma constante e protegem o citoplasma principalmente contra agressões mecânicas e a ação de parasitas.
Presença de plastídios:Uma das principais características das células das plantas é a presença dos plastídios, também chamados plastos, que são organelas maiores do que as mitocôndrias e, como elas, delimitadas por duas unidades de membrana. Os plastídios que não contêm pigmentos são chamados leucoplastos. Os que contêm pigmentos são os cromoplastos, dos quais os mais frequentes são os cloroplastos, ricos em clorofila, principal pigmento fotossintético.
Vacúolos citoplasmáticos: As células das plantas contêm, com frequência, vacúolos citoplasmáticos muito maiores do que os que existem no citoplasma das células animais. Os vacúolos das células vegetais podem ocupar a maior parte do volume celular, reduzindo-se o citoplasma funcional a uma delgada faixa na periferia da célula.
Presença de amido:Ao contrário das células eucariontes animais, que utilizam o polissacarídio glicogênio como reserva energética, nas células das plantas o polissacarídio de reserva é o amido.
Presença de plasmodesmos: As células vegetais têm tubos com 20 a 40 nm de diâmetro ligando células adjacentes. Essas conexões são chamadas plasmodesmos e estabelecem canais para o trânsito de moléculas. As células animais não apresentam plasmodesmos; porém, muitas se comunicam por meio das junções comunicantes , que são morfologicamente muito diferentes, mas apresentam semelhanças funcionais com os plasmodesmos.
Célula-tronco e as terapias
São células com capacidade de se multiplicar e adquirir a funcionalidade de qualquer tecido, promovendo o restabelecimento do órgão/lesão, tanto sob o aspecto estrutural como funcional. As células-tronco possuem três características fundamentais que a distinguem de outros tipos celulares:
São células indiferenciadas, ou seja, não comprometidas com nenhuma linhagem celular e, portanto ainda sem função específica; uma célula “neutra”;
Sob certas condições, podem ser induzidas a diferenciar-se, ou seja, tornarem-se células com funções especializadas. Por exemplo, uma célula-tronco que recebe estímulo para se transformar em uma célula muscularou uma célula óssea.
São células com capacidade de autorrenovação, gerando células-filhas idênticas à célula-mãe, ou seja, células-tronco dão origem a novas células tronco que mantém o potencial de se multiplicar e de se diferenciar.
Algumas fontes são consideradas mais valiosas que outras devido a sua fácil acessibilidade, abundância, propriedades de autorrenovação, plasticidade e capacidade de proliferar e diferenciar-se.
Células-tronco totipotentes: são capazes de formar células de qualquer tecido do corpo, inclusive tecidos embrionários e extraembrionários como a placenta. Costuma-se dizer que esse tipo de célula é capaz de originar um organismo por inteiro. Como exemplo de células-tronco totipotentes, podemos citar o zigoto e as células provenientes de seu desenvolvimento até a fase de mórula;
Células-tronco embrionárias: Essas células são também chamadas de pluripotentes, pois são capazes de transformar-se em qualquer tipo celular de um indivíduo adulto. As células-tronco embrionárias não podem gerar tecidos extraembrionários, sendo esse um critério para diferenciação. Essas células são obtidas do embrião em uma fase de desenvolvimento chamada de blastocisto. Nessa etapa do desenvolvimento, ainda não ocorreu diferenciação celular;
As células tronco embrionárias (CTE) são isoladas a partir de embriões de aproximadamente 5 dias e que estão no estágio denominado blastocisto. Mais especificamente da massa celular interna destes blastocistos, e apresentam um grande potencial na medicina regenerativa, pois são capazes de se diferenciar em qualquer célula do organismo mamífero. Porém este alto potencial de diferenciação, que por um lado pode trazer grandes benefícios, também pode levar a um crescimento descontrolado das CT (formações tumorais), pois a ciência ainda investiga como controlar tal capacidade. Existem ainda, riscos associados à sua utilização terapêutica devido a rejeição imunológica e alta capacidade mutagênica. Além disso, o uso de CTE apresenta controvérsias devido à questões éticas e legislativas em relação a destruição de embriões para obtenção destas células.
Células-tronco adultas: Essas células são também denominadas de células-tronco multipotentes, pois, diferentemente das células-tronco embrionárias e totipotentes, elas não são capazes de se diferenciar em todos os tipos celulares existentes. As células-tronco adultas são capazes apenas de gerar células do tecido que originaram. São encontradas em diversos tecidos, como a medula óssea, sangue, fígado, cordão umbilical, placenta, e outros. Estudos recentes mostram que estas células-tronco têm uma limitação na sua capacidade de diferenciação, o que dá uma limitação de obtenção de tecidos a partir delas. seriam as mesenquimais e as hematopoiéticas. 
Mesenquimais – Células-tronco mesenquimais, uma população de células do estroma do tecido (parte que dá sustentação às células), têm a capacidade de se diferenciar em diversos tecidos. Por conta desta plasticidade, essas células têm sido utilizadas para reparar ou regenerar tecidos danificados como ósseo, cartilaginoso,muscular, hepático, cardíaco e neural,nervoso. Além disso, essas células apresentam uma poderosa atividade imunossupressora, o que abre a possibilidade de sua aplicação clínica em doenças imunomediadas, como as autoimunes e também nas rejeições aos transplantes. Em adultos, residem principalmente na medula óssea e no tecido adiposo (hipoderme). 
As CTM podem ser obtidas através de diversas fontes como parede do cordão umbilical, porção estromal da medula óssea, polpa dentária, tecido adiposo, entre outras. 
Neste, a medula de um paciente defeituosa ou destruída no fogo cruzado do tratamento de um câncer pela quimioterapia e radioterapia é substituída por uma medula óssea funcional, podendo ser a do próprio paciente, previamente preservada em baixas temperaturas (criopreservação) ou de um doador imunologicamente compatível.
Hematopoiéticas: são obtidas apenas através do sangue do cordão umbilical e da porção sanguínea da medula óssea. Estas células, embora ainda consideradas células tronco, já apresentam um certo comprometimento com a linhagem sanguínea, ou seja, são células que só podem se diferenciar em células presentes no sangue. Por exemplo, uma célula tronco hematopoiética é considerada um precursor comum de todas as células que compõem a linhagem sanguínea (leucócitos, plaquetas, hemácias, etc.), podendo dar origem a todas elas, porém não apresentam potencial de se diferenciar em outros tipos celulares.
 Em caso de hemorragia, ou quando a pessoa passa a morar em ambientes de maior altitude, onde temos pouca tensão de oxigênio, as células-tronco produzem uma maior quantidade de eritrócitos. 
células de pluripotencia induzida: primeiras células-tronco humanas induzidas foram produzidas em 2007, a partir da pele. E tem sido daí que são retiradas as células para reprogramação, mesmo que teoricamente, qualquer tecido do corpo possa ser reprogramado. O processo de reprogramação se dá através da inserção de um vírus contendo 4 genes. Estes genes se inserem no DNA da célula adulta, como, por exemplo, uma da pele, e reprogramam o código genético. Com este novo programa, as células voltam ao estágio de uma célula-tronco embrionária e possuem características de autorrenovação e capacidade de se diferenciarem em qualquer tecido,
Fins estéticos
A terapia consiste em ministrar injeções de gordura da própria paciente misturadas a um concentrado feito a partir das suas células-tronco. Para isso, a pessoa se submete a uma lipoaspiração para a retirada de tecido adiposo, em geral de uma área do corpo em que a gordura esteja sobrando. Uma parte da amostra é reservada, enquanto outra é processada para que dela sejam extraídas as células-tronco adultas. Depois, essas células serão adicionadas à gordura armazenada que será usada para remodelar a face, mãos e colo e ou aumentar seios, bumbum e pernas. Na verdade, o que os pesquisadores estão fazendo é reciclar uma técnica praticada desde os anos 1980, a lipoescultura ou lipoenxertia, feitacom a aspiração da gordura da paciente onde ela sobra para injetar onde falta.
 Para defensores da técnica, a falta de circulação sanguínea nesses tecidos seria a razão da pouca duração dos seus efeitos. Sem a nutrição devida, eles morreriam. alegam também que no enxerto comum de gordura nos seios, a gordura injetada pode calcificar e formar nódulos,podendo atrapalhar na detecção do câncer de mama.  No momento, não existe evidência científica suficiente de que a injeção de células-tronco, ou de fatores produzidos por elas, de fato funcionem em procedimentos estéticos, ou de que são seguros a longo prazo. Em 2010, o Conselho Federal de Medicina (CFM) emitiu um comunicado recomendando cautela e reiterando que o uso de células-tronco em aplicações cosméticas ainda está em fase experimental. 
Terapia celular
O princípio da terapia celular é simples: restaurar a função de um órgão ou tecido, transplantando novas células para substituir as células perdidas pela doença, ou substituir células que não funcionam adequadamente devido a um defeito genético.
A terapia celular é a troca de células doentes por células novas e saudáveis, e este é um dos possíveis usos para as células-tronco no combate a doenças. Em teoria, qualquer doença em que houver degeneração de tecidos do nosso corpo poderia ser tratada através da terapia celular.
As células-tronco adultas têm como função básica a reposição das células que morrem nos tecidos por motivos fisiológicos, no turnover celular normal. Como “efeito secundário” desta função, temos o importante papel das CTs no de lesões não fisiológicas, isto é, substituindo células que são destruídas por acidentes ou agentes patogênicos. tratar lesões e doenças ou ainda substituir células danificadas ou perdidas
O mecanismo responsável pelo reparo propriamente dito também não é completamente compreendido em muitos dos casos. Os dois mecanismos mais aceitos são (a) as células-tronco transplantadas diferenciam-se emcélulas maduras que irão reparar a lesão, e (b) as células transplantadas secretam fatores que recrutam outros elementos do próprio tecido, que então reparam a lesão (Figura 4). A segunda alternativa, denominada mecanismo parácrino, é mais aceita de modo geral.
 Estudos demonstrando efeitos positivos no uso de células mesenquimais em doenças imunológicas, reumáticas e auto-imunes vem a trazer expectativa grande no uso dessas células em novas terapias. Atualmente o transplante de medula óssea é a única modalidade de terapia celular aprovada e consolidada cientificamente e com regulamentação
O uso de células-tronco embrionárias só é permitido para fins de pesquisa e desenvolvimento, mas esse tipo de célula vem perdendo espaço para as células-tronco pluripotentes induzidas (iPS cells), onde células diferenciadas são induzidas a desespecialização pela introdução de genes específicos, para posterior reespecialização.
Em algumas lesões dependendo do grau de extensão e profundidade da mesma, fazem-se necessárias intervenções auxiliares no processo de cicatrização, tais como enxertia de pele, utilização de matrizes dérmicas e também o uso de células provenientes do tecido adiposo, que são as células-tronco, capazes de proliferar e regenerar tecidos devido a sua diferenciação celular em diversos tipos, adaptando-se a quaisquer tecidos, sendo este um procedimento ainda pouco utilizado devido falta de evidências científicas. A técnica consiste na retirada de uma amostra do tecido adiposo do indivíduo portador da lesão, faz-se uma retirada de tecido adiposo com uma cânula de lipoaspiração, essa amostra é submetida a um processo de centrifugação com objetivo de separar os adipócitos do tecido que o circunda no líquido aspirado, após esse preparo somente o tecido gorduroso é utilizado, sendo feita a injeção em uma área vascularizada fazendo com que as células injetadas se identifiquem com as da área receptora pela sua capacidade de diferenciar-se e adaptar a outros tecido
Propõe-se atualmente que a terapia celular com células mesenquimais adultas apresente vantagens em relação a outros métodos na reparação de tecidos, resultando em regeneração de alta qualidade, sem formação de cicatrizes ou fibrose. E também por ser transplante autólogo apresenta baixíssimo risco de rejeição e transmissão de doenças em comparação a outras possíveis fontes de células-tronco exógenas, tais como as embrionárias, sendo assim torna-se viável o uso de células deste caráter para tratamento de lesões por queimaduras, para acelerar o processo de cicatrização
no sistema nervoso, apesar de já ter sido descrito células-tronco neuronais, essas não apresentam tanta capacidade de proliferação, o que leva a termos lesões mais graves nesse tecido, podendo gerar paralisias de membros em lesões traumáticas.
Neste, a medula de um paciente defeituosa ou destruída no fogo cruzado do tratamento de um câncer pela quimioterapia e radioterapia é substituída por uma medula óssea funcional, podendo ser a do próprio paciente, previamente preservada em baixas temperaturas (criopreservação) ou de um doador imunologicamente compatível.
Com o tempo, outras fontes de células-tronco hematopoiéticas foram estabelecidas para uso clínico: o sangue periférico mobilizado, onde através de medicações as células-tronco podem ser coletadas na pela veia periférica, e o sangue de cordão umbilical e placentário, que normalmente seria um material destinado a descarte hospitalar.
 grande parte das doenças do sangue são genéticas e, por isso, caso o indivíduo desenvolva uma doença desse tipo não é recomendado usar as suas próprias células-tronco hematopoéticas para tratamento porque todas as células teriam a mesma predisposição.
 à medida que o tempo passa, as células-tronco, como o resto do corpo, envelhecem. No indivíduo adulto, as células-tronco têm menos poder proliferativo e de diferenciação. Além disso, quanto mais jovens as células menor será sua exposição a fatores ambientais, tóxicos, carcinogênicos, poluentes e infecciosos
100% com o próprio bebê e até 25% de chance de ser 100% compatível com irmãos.
células-tronco do cordão umbilical são mais imaturas, mais tolerantes imunologicamente, do que as da medula, permitindo que o transplante seja feito mesmo quando a compatibilidade é menor que 100%
Terapia gênica
No caso de enfermidades genéticas, nas quais um gene está defeituoso ou ausente, a terapia gênica consiste em transferir a versão funcional do gene para o organismo portador da doença, de modo a reparar o defeito. 
Já a terapia gênica consiste na injeção apenas de material genético (DNA ou RNA) a fim de induzir, bloquear ou substituir um gene de interesse
Quando uma doença afeta simultaneamente bilhões (ou mesmo trilhões!) de células, modificá-las uma a uma pode ser impraticável. Nesses casos, a modificação genética de células-tronco pode ser preferível à modificação genética das células já diferenciadas, dada a grande capacidade de proliferação das células-tronco.
Essa abordagem é particularmente útil para um tipo de célula-tronco que nós mantemos por toda a vida: as células-tronco hematopoiéticas. Essas células-tronco se localizam na medula óssea e são as responsáveis por estarmos continuamente gerando novas células imunes e do sangue. Em pacientes com certas doenças sanguíneas (como a anemia falciforme) ou do sistema imunológico (como a doença do “menino da bolha”) essas células-tronco hematopoiéticas possuem uma mutação, o que faz com que as células diferenciadas do sangue ou do sistema imune fiquem comprometidas. Nesse caso, o tratamento mais eficiente não é tratar as células sanguíneas ou imunes uma a uma, mas substituir as células-tronco hematopoiéticas, já que elas são a fonte das quais as células imunes e sanguíneas diferenciadas se originam. Para isso, estuda-se uma combinação de células-tronco e terapia gênica que envolve extrair as células-tronco hematopoiéticas do paciente e corrigi-las em laboratório usando terapia gênica. Em seguida, essas células-tronco corrigidas são reinjetadas no paciente, onde vão seguir se multiplicando, saudáveis. Essa opção está sendo investigada para diferentes formas de imunodeficiência combinada grave.
Turbinando a reparação tecidual
Outra vantagem das células-tronco é sua capacidade de reparação tecidual. São as células-tronco que mantém nossa pele continuamente se renovando, e que regeneram nossos ossos após uma fratura. Mas a capacidade de regeneração das células-tronco no nosso corpo pode ser prejudicada por certas doenças, ou pelo próprio envelhecimento. Nesse caso, células-tronco podem se beneficiar de modificações genéticas que as tornem mais resistentes aos danos causados por lesões e doenças degenerativas.
A doença de Parkinson, por exemplo, é caracterizada pela perda progressiva e irreversível de neurônios dopaminérgicos. Em teoria, essa doença poderia ser tratada com o transplante de células-tronco neurais saudáveis para o cérebro do paciente, onde elas se diferenciariam em novos neurônios dopaminérgicos para substituir os que morreram. Infelizmente, ensaios clínicos têm mostrado que essas novas células também podem morrer rapidamente. Para evitar que isso aconteça, cientistas estudam uma combinação de células-tronco e terapia gênica que torne as células mais resistentes à degeneração. Em um estudo recente, células-tronco mesenquimais foram geneticamente modificadas para expressar uma proteína que protege contra diversos insultos químicos típicos do cérebro de um paciente com a doença de Parkinson. Como resultado, essas células foram capazes de se diferenciar em neurônios dopaminérgicos mais resilientes, com mais chances de sobreviver após o transplante – pelo menos em laboratório.
Primeira etapa: o isolamento do gene.
Um gene é uma porção de DNA que contém a informação necessária para sintetizar uma proteína. Transferir um gene é transferir um pedaço particular de DNA. Portanto, é necessário antes de tudo, possuir “em mãos” o pedaço correto.
As enfermidades genéticas conhecidasestão ao redor de 5000, cada uma causada por uma alteração genética diferente. O primeiro passo para a terapia gênica é identificar o gene responsável pela enfermidade. Subsequentemente, pelas técnicas de biologia molecular é possível adquirir um pedaço de DNA que contém este gene. Esta primeira etapa é chamada de isolamento ou clonagem do gene.
Qualquer enfermidade é candidata a terapia gênica, desde que o gene esteja isolado para a transferência. Graças ao progresso da biologia molecular esta primeira etapa é relativamente simples em comparação a alguns anos atrás. Tem sido possível isolar numerosos genes causadores de doenças genéticas e, se descobrem outros a cada semana.
In vivo ou em ex-vivo?
Estas condições mostram qual é o objetivo da transferência gênica. Os procedimentos da terapia gênica in vivo consistem em transferir o DNA diretamente para as células do paciente.
Nos procedimentos ex-vivo, o DNA é primeiramente transferido para células isoladas de um organismo, previamente crescidas em laboratório. As células isoladas são assim modificadas e podem ser introduzidas no paciente. Este método é indireto e mais demorado, porém oferece a vantagem de uma eficiência melhor da transferência e a possibilidade de selecionar e ampliar as células modificadas antes da reintrodução.
Como se transfere o DNA a célula hospedeira?
Os procedimentos de transferência do DNA in vivo ou em ex-vivo têm o mesmo propósito: o gene deve ser transferido para dentro das células, e uma vez inserido tem que resistir bastante tempo. Neste tempo, o gene tem que produzir grandes quantidades de proteína para reparar o defeito genético. Essas características podem ser resumidas em um único conceito: o gene estranho precisa se expressar de modo efetivo no organismo que o receberá.
O sistema mais simples seria, naturalmente, injetar o DNA diretamente nas células ou nos tecidos do organismo a ser tratado. Na prática, este sistema é extremamente ineficaz: o DNA desnudo quase não apresenta efeito nas células. Além disso, essa tentativa requer a injeção em uma única célula ou grupos de células do paciente.
Por isto, quase todas as técnicas atuais para a transferência de material genético implicam o uso de vetores, para transportar o DNA para as células hospedeiras.
Os vetores virais são vírus manipulados geneticamente, de modo a reduzir a sua patogenicidade, sem anular totalmente o seu poder de infectar as células do hospedeiro (leia mais sobre isso no conteúdo de vírus) Com as técnicas da engenharia genética é possível somar ao DNA do vírus o gene que se quer transferir a determinada célula. Deste modo, o vírus infectando a célula, trará consigo uma ou mais cópias do gene desejado.
Os retrovírus possuem a habilidade de integrar o seu DNA dentro dos cromossomos da célula infectada. Então, o gene será inserido no genoma das células hospedeiras e, podem assim ser transmitidos a todas as células-filhas das infectadas. Eles infectam somente as células que estão proliferando.
um gene “normal” é inserido no genoma para substituir um gene “anômalo” causador de doença. Uma molécula transportadora, chamada vetor, precisa ser usada para se enviar o gene terapêutico para as células-alvo do paciente. Atualmente, o vetor mais comum é um vírus que foi geneticamente alterado para transportar DNA humano normal. Os vírus evoluíram de forma a encapsular e transportar seus genes para células humanas, causando doenças. Cientistas tentaram aproveitar essa capacidade e manipular o genoma dos vírus, removendo os genes causadores de doença e inserindo genes terapêuticos.
Gene
O gene é um segmento de uma molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), responsável pelas características herdadas geneticamente. Cada gene é composto por uma sequência específica de DNA que contém um código (instruções) para produzir uma proteína que desempenha uma função específica 
Código Genético
 Relação entre a sequência de bases no DNA e a sequência correspondente de aminoácidos, na proteína
cada três letras (uma trinca de bases) do DNA corresponderia uma “palavra”, isto é, um aminoácido. Nesse caso, haveria 64 combinações possíveis de três letras, o que seria mais do que suficiente para codificar os vinte tipos diferentes de aminoácidos (matematicamente, utilizando o método das combinações seriam, então, 4 letras combinadas 3 a 3, ou seja, 43 = 64 combinações possíveis).
O código genético do DNA se expressa por trincas de bases, que foram denominadas códons. Cada códon, formado por três letras, corresponde a um certo aminoácido.
Genoma
Consiste na sequência dos 23 pares de cromossomos que se encontram dentro do núcleo de cada célula diploide do ser humano. O genoma humano é constituído por aproximadamente 27.000 genes