Introdução à embriologia

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Introdução à embriologia
Desenvolvimento inicial: da fecundação à formação de neurula
Fecundação
· Local da fertilização = tuba uterina.
· Não ocorre fertilização no útero.
O ovócito é liberado na ovulação (ovários), e é constituído por:
· Célula com núcleo haploide (possui apenas um cromossomo) e grande citoplasma
· Essa célula é envolvida por uma capa de proteínas e outras moléculas – zona pelúcida;
· Uma camada de células chamada CORONA RADIATA.
Espermatozóide
1- Cabeça: 
· Acrossoma= “organela” que contém enzimas que facilitam a penetração no óvulo.
2- Cauda:
· Dá mobilidade ao espermatozoide – ajuda no transporte do útero para a ampola da tuba uterina;
· Presença de mitocôndrias – fornecimento de energia para os batimentos da cauda.
Cerca de 300 milhões de espermatozoides são ejaculados, a maioria morre pelo caminho, mas vários chegam até o ovócito. Mas, somente 1 perfura a zona pelúcida do ovócito e fecunda.
Ovócito (n) + espermatozoide (n) = Zigoto (2n).
Reação zonal = quando um espermatozoide penetra a zona pelúcida, ela torna-se impermeável a outros espermatozoides;
Fusão das membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozoide:
· As membranas plasmáticas dos gametas se fundem;
· Cabeça + cauda penetram no citoplasma do ovócito e a cauda se degenera no citoplasma;
O Zigoto tem 2 pró-núcleos. Ocorre fusão dos 2 e se transformam em um único núcleo com 46 cromossomos. (DNA responsável pela formação do ser humano)
· Pró-núcleo masculino é o núcleo do espermatozoide e contém 23 cromossomos.
· Pró-núcleo feminino é o núcleo do ovócito e contém 23 cromossomos.
O desenvolvimento começa a partir da fecundação, quando o espermatozoide funde-se com um ovócito para formar o zigoto;
O zigoto é a 1ª célula de um novo ser humano em formação; Ele também sofre divisões celulares (mitose) e muitas mudanças complexas durante todo o desenvolvimento embrionário – até a formação de um ser humano independente. Tem +/- 9h de vida = ainda não foi implantado no útero, está na tuba uterina.
Clivagem
Durante as clivagens o zigoto permanece dentro da capa da zona pelúcida;
Todas as células do individuo serão originadas a partir do ZIGOTO, por isso todas elas possuem o mesmo DNA (mesma sequencia de nucleotídeos). O que muda são os genes que serão expressos em cada tipo celular.
Uma única célula (zigoto), sofrerá várias divisões celulares (mitoses) para formar varias células e consequentemente formar um ser pluricelular.
Mórula
Primeira estrutura formada com as sucessivas mitoses do zigoto;
Cada célula recebe o nome de blastômero e todas contém DNA igual.
Estas células são indiferenciadas= poderão formar qualquer tecido ou órgão do organismo e por isso são chamadas de células-tronco.
Estágio de 8 células = blastômeros iniciam um processo de firme adesão entre eles:
Fenômeno de compactação – possibilita maior interação entre as células e é pré-requisito para a próxima etapa do desenvolvimento.
Formação da Mórula coincida com a entrada do embrião no útero.
As vezes essa estrutura única se divide em 2 partes= origem de 2 individuos – Gêmeos Univitelínicos ou Monozigóticos ou Identicos.
Blástula
Após a Mórula entrar no útero, um fluido na cavidade uterina atravessa a zona pelúcida formando um espaço com fluido dentro da mórula – cavidade do blastocisto ou blastocele;
Os blastômeros do embrião irão ir para a periferia, formando um espaço central e forma-se uma nova estrutura, a blástula, no 5º dia de gestação.
Com o aumento da Blastocele ocorre a identificação de 2 partes
· Embrioblasto: grupo de blastômeros que se localiza no centro e que originará o embrião.
· Trofoblasto: fina camada de células que dá origem a placenta;
Gástrula
De bástula para invaginação e depois a gástrula.
A cama inferior da bástula começa a sofrer invaginação.
Formação de uma nova estrutura com camadas celulares externa e interna;
A estrutura interna é chamada de Gástrula.
Camada formada do lado externo ECTORDERME – responsável pela formação do sistema nervoso e tecido epitelial.
Camada formada internamente ENDODERME – responsável pela formação dos sistemas digestório, respiratório, fígado e pâncreas.
Camada interna da gástrula MESODERME – será responsável pela formação de quase todas as outras estruturas (Ex: músculos).
Cavidade interna ARQUÊNTERO – intestino primitivo.
A entrada forma uma estrutura, BLASTÓPORO – responsável pela formação da boca e anus.
Neurula – aproximando-se do 1º mês de gestação.
A ectoderme sofrerá invaginações, dando origem a uma estrutura chamada tubo neural, que formará o sistema nervoso.
Se ocorrer problemas na neurulação que é a má formação do tubo neural no momento da invaginação, pode haver anencefalia, encefalocele ou mielomeningolcele.
Anencefalia afeta a ectordeme – levando a não fusão das pregas neurais e por conta disso a não formação do tubo neural.
Encefalocele é um defeito no tubo neural, caracterizado por uma “hérnia” no cérebro e das membranas que envolvem o cérebro (meninges), devido a aberturas no crânio.
Mielomeningolcele é um defeito no tubo neural caracterizado como uma “hérnia” da medula espinhal, devido a ausência de fusão dos arcos vertebrais.
NÚCLEO – o centro de comando da célula
A existência do núcleo é a principal característica que distingue a célula eucarionte da procarionte.
O núcleo é delimitado por um envoltório nuclear composto por 2 membranas (30% de lipídios e 70% de proteínas).
Ele comanda e coordena toda a atividade da célula.
A informação genética das células está codificada e armazenada, em sua maior parte, no DNA do núcleo.
A membrana interna é revestida por uma rede de proteínas chamada lâmina nuclear, que dá rigidez ao núcleo.
A membrana externa, aquela voltada para o citoplasma, possui ribossomos ligados à sua face.
Em algumas regiões as 2 membranas se fundem formando os poros, preenchidos pelos complexos de poros (permitem o transito de moléculas com o citoplasma).
O envoltório nuclear tem continuidade com o reticulo endoplasmático rugoso.
Complexo de poros
· Preenchido por proteínas conhecidas como nucloporinas.
· Responsável pelo tráfego de moléculas (proteínas, RNA, DNA) entre o núcleo e o citoplasma.
· Regulador de transito seletivo.
· Numero de poros proporcionais à necessidade de transito.
· Cerca de 2000 complexos, mas pode variar.
O ciclo de vida da célula é dividido em 2 fases: mitose (divisão celular) e interfase (período entre 2 divisões celulares) e ambas acontecem no núcleo.
O genoma (material genético), constituído de DNA está contido quase totalmente dentro do núcleo.
Material genético está na forma de cromatina (complexo de proteínas).
No núcleo interfásico, a cromatina se apresenta condensada (heterocromatina) ou descondensada (eucromatina).
Na mitose a cromatina está altamente condensada constituindo os cromossomos.
Nucléolo
· É esférico e não delimitado por membrana, se encontra em contato com o nucleoplasma.
· O nucleoplasma é uma massa incolor formada principalmente por água e proteínas.
· 1 ou mais nucléolos.
· Apresenta intensa síntese de RNA ribossômico (principal componente dos ribossomos).
· Sua função está relacionada com a formação dos ribossomos.
· Ao final da síntese os ribossomos migram para o citoplasma.
Ciclo celular – capacidade de crescer e se reproduzir é atributo fundamental de todas as células.
Todas as células surgem por divisão de uma célula preexistente.
Ciclo celular= vida de uma célula, começa pela divisão da “célula mãe”, e finaliza no momento em que se divide;
Corpo humano= inicia sua existência a partir de uma única célula, o zigoto, que se divide sucessivas vezes ao longo do desenvolvimento embrionário.
Divisões sucessivas= levam à formação de cerca de 100 trilhões de células, chamadas de CÉLULAS SOMÁTICAS (constitui o indivíduo adulto).
O cavalo tem mais células no corpo.
O crescimento de um tecido, de um órgão ou de todo organismo pluricelular se dá pela multiplicação do número de células e não pelo crescimento do tamanho delas.
Duração do ciclo celular= 12 a 24 horas nas células humanas;
O ciclo celular apresenta um sistema de controlepreciso. Ele determina quais células devem se dividir e quando devem parar. Ex: células da pele e da medula óssea continuam se dividindo durante a vida do organismo. Células do músculo esquelético e sistema nervoso = quase não tem substituição, surgem na infância e duram por toda a vida.
Ciclo com duas etapas coordenadas
1ª etapa – Intérfase= célula cresce e se prepara para nova divisão, denominada interfase.
2ª etapa – Divisão celular= etapa pela qual se originam 2 células-filhas. Caracterizada pela divisão do núcleo – MITOSE, seguida pela divisão do citoplasma – CITOCINESE.
O ciclo celular começa com o crescimento celular, que é o aumento da quantidade de moléculas (proteínas) da célula. E termina com a divisão do núcleo e do citoplasma entre 2 células-filhas, divisão celular.
Fases do ciclo celular
O ciclo celular é dividido em 4 fases= G1, S, G2 e Mitose. (subdividida em 4 etapas).
1- Interfase: fase G1, fase S, fase G2. (95% do ciclo celular são gastos com a interfase).
2- Mitose: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Interfase
Ocorre a duplicação dos componentes da célula-mãe – duplicação do DNA e das organelas; 
Fase G1
Fase de crescimento celular – 80% dos RNAs é sintetizado em G1= intensa síntese de proteínas. Toda célula diploide (2n) inicia G1, com quantidade de DNA= 2C. humanos= 23 pares de cromossomos.
Controle de uma importante decisão celular= continuar se proliferando ou retirar-se do ciclo e entrar num estado quiescente (dormente) – G0.
Nutrientes + fatores de crescimento= responsáveis por essa decisão – representam sinais que desencadeiam várias respostas intracelulares. 
Fase S
Característica= Síntese de DNA – duplicação do material genético.
Ponto de “não retorno” do ciclo – leva necessariamente à divisão.
Na fase S a quantidade de DNA é duplicada, passando para 4C. 23 pares de cromossomos duplicados.
Nessa fase ocorre a duplicação da quantidade de DNA, permanece assim durante a fase G2. Só na mitose estabelece o conteúdo inicial.
Processo de duplicação do DNA. Processo de produção de réplicas ou cópias do DNA ocorrem na fase S do ciclo celular. (imagens)
Fase G2
Ocorrem os preparativos para a próxima fase que é a mitose. Antes de entrar em G2, é fundamental que a duplicação do DNA tenha sido completada.
É um ponto de checagem. Existem sensores, que são moléculas especiais que detectam anormalidades na replicação do DNA e enviam para o sistema de controle do ciclo. Caso houver dano no DNA o ciclo celular é bloqueado e a célula não entre em mitose até o dano ser corrigido.
Mitose
Produção de 2 células-filhas iguais a original – mesma quantidade de material genético; cada célula contém um conjunto idêntico de cromossomos da célula mãe. O DNA foi duplicado na Interfase.
A mitose é subdividida em 4 etapas: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Nessas etapas pode-se destacar 2 processos que garantem a divisão exata do material nuclear, chamada CARIOCINESE, e a divisão citoplasmática chamada CITOCINESE.
Prófase
Compactação dos filamentos de cromatina (DNA + proteínas histonicas), que existiam “distendidos” na interfase (heterocromatina e eucromatina), em cromossomos compactos que serão visíveis ao microscópio óptico;
Com a condensação da cromatina esta vai se tornando inativa, deixando de sintetizar RNA e de produzir proteínas.
A condensação dos cromossomos acontece para evitar o emaranhamento ou rompimento das moléculas de DNA e a divisão correta do material genético entre as células filhas. Durante a divisão celular vários resultados da condensação da cromatina. O grau de condensação é máximo – cromossomo.
Proteínas não histonas
Complexos coesina e condensina= auxiliam na redução da cromatina em pequenas estruturas condensadas que podem ser facilmente segregados durante a divisão celular (cromossomos). Garantem a condensação cromossômica e união das moléculas duplicadas de DNA;
Na prófase os cromossomos tornam-se visivelmente individualizados e nitidamente compostos por 2 elementos longitudinais idênticos; 
Cromátides irmãs= carregam o material genético duplicado na interfase. As 2 são mantidas unidas na região do Centrômero. 
Micro túbulos – filamentos que se prendem aos centrômeros, por uma estrutura chamada Cinetócoro; responsáveis por direcionar os cromossomos para a região equatorial da célula.
Cinetócoros – discos localizados nos centrômeros, em que se inserem os microtúbulos do fuso mitótico; 
Metáfase 
Os cromossomos atingem grau máximo e condensação; o início desta fase é definido com o alinhamento dos cromossomos na região equatorial da célula, formando a placa metafásica.
Anáfase
Movimento lento de separação das cromátides irmãs;
Ruptura do equilíbrio metafásico, com a separação e a migração das cromátides irmãs, que passam a ser chamadas de cromossomos-filhos.
As fibras do fuso se encurtam e os cromossomos-filhos movem-se para os polos opostos da célula. Cada célula em divisão irá refazer o envoltório nuclear e restabelecer a identidade do núcleo, o que se inicia no final da anáfase.
Telófase
Se inicia quando os cromossomos alcançam os respectivos polos da célula.
Os cromossomos se descondensam e o fuso se desestrutura.
Ocorre a reconstituição dos núcleos com envoltório nuclear e a divisão do citoplasma (CITOCINESE), levando à formação das células-filhas.
Cada núcleo apresenta uma cópia completa do genoma do pai e uma cópia da mãe.
No final da telófase, a própria célula se divide;
Um sulco de clivagem se contrai no meio da célula = ocorre de fora para dentro como um estrangulamento da célula mãe.
Meiose – torna possível a reprodução sexuada
Meiose é o processo de divisão celular REDUCIONAL que origina as células gaméticas (ovócito e espermatozoide).
Células que carregam metade da quantidade de material genético (n) – chamadas haplóides.
Células gaméticas (gametas)
Se formam a partir de células somáticas (diploides – 2n), chamadas de células germinativas – presentes nas gônadas (ovários e testículos).
O processo de formação dos gametas é chamado de gametogênese. Ele resulta na divisão de uma célula somática germinativa (diploide = 2n) em 4 células haploides (n);
Gametas (ovócito e espermatozoide) possuem metade do teor de DNA constante de cada espécie.
Essa redução é compensada pelo processo de fertilização dos gametas= ovócito (n) + espermatozoide (n) = 2n
Cada célula inicial (zigoto) terá 2 conjuntos de cromossomos – Diplóide (2n)
Para que ocorra redução do número de cromossomos é necessário que aconteça 2 divisões celulares sucessivas, após uma única duplicação do DNA: MEIOSE I e MEIOSE II
· Meiose I = origem de 2 células filhas;
· Meiose II = origem de 4 células filhas – número inicial de células originadas;
· A meiose I e II são divididas em fases: prófase, metáfase, anáfase, telófase.
Meiose I – Prófase I
Período demorado, longa duração na formação dos gametas na mulher (ovogênese) e no homem (espermatogênese).
Nas mulheres a meiose inicia nas células germinativas durante a fase embrionária do desenvolvimento, de modo que no 5º mês de vida intrauterina todos os ovócitos que serão formados pela mulher (~ 1 milhão), já se encontram na prófase I.
Permanecem na prófase I (diplóteno) por vários anos, até a fase da puberdade. Nessa fase, 20 a 30 células por mês completam a meiose. Se ela não for fecundada é eliminada através da menstruação.
Nos homens a prófase I da espermatogênese é lenta. A meiose só ocorre nos túbulos seminíferos dos testículos na puberdade e permanece por toda a vida.
Os testículos são constituídos por vários túbulos enrolados que são os túbulos seminíferos. Em 24 dias as células terminam a meiose I (13 a 14 dias só na prófase I). Em 8 horas terminam a meiose II.
Mais 40 dias ainda são usados para diferenciação e maturação das células resultantes da meiose em espermatozoides.
Evento chave de todo processo meiótico é o pareamento dos cromossomos homólogos;
A importância é porque garante a disjunção apropriada dos cromossomos homólogos na Meiose I – núcleos filhos dessa divisão devem receber 1 membro duplicado de cada par cromossômico; Permite tambéma ocorrência de trocas de segmentos entre os cromossomos homólogos, fenômeno chamado de Crossing-Over, permutação ou recombinação.
Prófase I 
Por ser fase longa, a prófase I é subdividida em: 
Leptóteno – cromatina começa a se condensar gradualmente em cromossomos;
 Zigóteno – continua a condensação e inicia-se um processo de aproximação e pareamento entre os homólogos;
Paquíteno – os cromossomos permanecem emparelhados, assegurando que os segmentos de DNA sejam colocados em proximidade. De tal modo que é favorecida a ocorrência de evento de grande importância.
· Troca de segmentos de DNA entre os cromossomos homólogos denominados: permuta, crossing-over ou recombinação genética.
· É um evento molecular que envolve troca de genes entre os cromossomos de origem paterna e materna.
· Evento –chave responsável pela variabilidade genética entre os indivíduos.
Diplóteno – observa-se início da separação entre os cromossomos homólogos.
Diacinese – caracteriza-se principalmente pela preparação para a próxima fase:
· Aumento da condensação cromossômica;
· Desaparecimento do núcleo (ruptura do envoltório nuclear);
· Ligação dos cromossomos homólogos às fibras do fuso (que os prendem aos polos da célula);
· Movimento dos cromossomos para a placa equatorial da metáfase I.
Metáfase I
Os cromossomos continuam duplos, com 2 cromátides;
Os cromossomos homólogos se dispõem na placa equatorial celular, lado a lado; Cada cromossomo do par homólogo se liga aos polos opostos da célula.
Anáfase I
Os cromossomos continuam duplos, com 2 cromátides; Os cromossomos homólogos migram para polos distintos da célula.
Telófase I
Os cromossomos continuam duplos, 2 cromátides;
Reconstituição do envoltório nuclear e estabelecimento do núcleo.
As 2 células-filhas possuirão quantidade 2C de DNA cada uma e número diploide de cromossomos (n).
Meiose II
Prófase II
Assemelha-se a mitose normal;
Condensação cromossômica e nova montagem das fibras do fuso – centromossomos;
Haverá distribuição igual do conteúdo de DNA entre os núcleos-filhos.
Metáfase II
Disposição dos cromossomos na região equatorial da célula; Os cinetócoros das cromátides irmãs se orientam para os polos opostos da célula, prendendo-se às fibras do fuso.
Anáfase II
Ocorre a disjunção das cromátides irmãs, que migram para polos opostos da célula.
Telófase II
Ocorre a CITOCINESE;
Formação de 4 células, cada uma com número haploide de cromossomos (n) e quantidade C de DNA.
Blocos de construção do DNA
Fita dupla
Nucleotídeos – Fosfato, açúcar (desoxirribose, pentose 5 átomos de carbono), base (adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C).
Ligação fosfodiéster
T=A
G=C
Blocos de construção do RNA
Molécula de fita simples
Ribonucleotídeos – fosfato (igual ao DNA), açúcar (monossacarídeo, ribose), base (adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracila (U). substitui timina por uracila. 
Ligações fosfodiéster.
Relação DNA e RNA
Gene= representa um segmento de DNA, com uma sequencia de bases nitrogenadas específicas, que é copiado em forma de RNA e pode servir de molde para a síntese de proteínas.