Aula 9

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Aula 9 - Diferenciação celular e morte celular
Introdução	
Nas aulas anteriores, fizemos uma viagem pela estrutura e pelo funcionamento das células. Agora que já conhecemos bem tudo isso, vamos estudar alguns processos celulares especiais, muito importantes à manutenção do organismo.
Para começar, vamos estudar a diferenciação celular. Aprenderemos sobre o mecanismo de diferenciação celular e a importância deste evento para a complexidade celular dos organismos pluricelulares.
Nesta aula, abordaremos também a morte celular: necrose e apoptose. Entenderemos que a apoptose é um importante engenho para o equilíbrio do organismo.
Objetivos
Definir diferenciação celular;
Compreender o mecanismo de diferenciação celular;
Reconhecer a norte celular como evento importante para a manutenção do organismo;
Distinguir necrose e apoptose.
A diferenciação celular
· Vídeo aula
Em seres pluricelulares existe uma divisão do trabalho entre as células, e 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.
Conceito de diferenciação celular
A diferenciação celular é um conjunto de processos que transforma uma célula indiferenciada em uma célula especializada. Portanto, a diferenciação de uma célula é seu grau de especialização e quanto maior a diferenciação, maior é sua especialização.
Veja as imagens a seguir:
À esquerda podemos ver células indiferenciadas, com uma forma indefinida e comum a muitos tipos celulares.
À direita podemos ver células diferenciadas, os neurônios. Sua forma é característica e reflete a sua alta especialização.
A diferenciação celular, em animais, começa a ocorrer logo após a sua formação, quando um espermatozoide fecunda um ovócito e ocorre a formação de um zigoto. Durante o desenvolvimento embrionário, é um mecanismo muito comum e importante para que tenhamos todos os tipos celulares que formam o nosso organismo.
No entanto, 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.
Saiba mais
Para compreender melhor a diferenciação celular, que ocorre a partir da formação de um zigoto, assista ao vídeo Concepção — Fecundação, Zigoto, Mórula, Blástula, Nidação..., disponível em: ‹https://www.youtube.com/watch?v=RSltQKT9xwQ›, acessado em 16/12/2016.
Potencialidade das células
· Vídeo aula
Quando se fala de diferenciação celular é muito importante que saibamos o conceito de potencialidade celular.
De acordo com a potencialidade da célula ela pode ser classificada em quatro tipos. As células podem ser:
UNIPOTENTES
Estas células têm capacidade limitada de diferenciação. Diferenciam-se em apenas um tipo de célula. Geralmente, estão nos tecidos apenas para repor células daquele mesmo tecido.
OLIGOPOTENTES
Estas células têm baixa potencialidade e por isso são capazes de se diferenciar em poucos tipos de células diferentes. As células que originam o sangue, presente no interior de alguns ossos, se enquadram nesta categoria.
PLURIPOTENTES
Estas células são pouco diferenciadas e por isso têm alta potencialidade. Elas podem originar uma grande quantidade de tipos celulares diferentes. Em embriões, que estão em estágio de desenvolvimento mais avançado, encontramos estas células.
TOTIPOTENTES
Estas células são as mais indiferenciadas e têm maior potencialidade. Elas podem originar qualquer tipo de célula que forma o nosso organismo. São as células de um embrião que acabou de se formar, após a fecundação.
O mecanismo de diferenciação celular
A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes na célula, já que, em uma célula diferenciada, não encontramos todos os genes funcionando ao mesmo tempo, embora todos os genes estejam lá.
Como aprendemos antes, quando um gene se expressa temos a formação de um RNA mensageiro através do mecanismo de transcrição. Em seguida, por meio da tradução este RNA mensageiro vai ser utilizado para produzir uma proteína. Esta proteína vai ser responsável pela característica diferencial que a célula tem, seja na sua forma ou na sua função.
É importante nos lembrarmos sempre deste fluxo da informação gênica, que vimos quando estudamos o Dogma da Biologia Molecular e agora mais uma vez:
Sendo assim, o controle da expressão dos genes, neste caso, é transcricional, pois interfere na transcrição dos genes da célula e isso se reflete na sua diferenciação, variando entre o silenciamento total de um gene na célula até sutis diferenças na atividade transcricional.
Resumindo, o que faz uma célula ser diferente da outra são os genes que funcionam naquele determinado momento, enquanto que, em outras células, existe outro conjunto de genes atuando e fazendo com que ela tenha as suas determinadas características.
Em um eritroblasto, por exemplo, são mantidas as funções dos genes envolvidos na produção de hemoglobina, enquanto muitos outros são inativados. Esta célula origina as hemácias, as células do sangue que transportam oxigênio.
Ilustração de uma hemácia.
Já em um neurônio, célula do sistema nervoso, embora existam os genes que produzem a hemoglobina, não há produção desta proteína, mas de outras que são importantes para exercer a sua função. E elas se diferem das musculares também por expressarem genes diferentes.
Ilustração de um neurônio.
No entanto, 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 após a sua transcrição; no transporte do RNA para o citoplasma e na tradução do RNAm em proteínas.
O que faz uma célula se diferenciar?
Esta é uma pergunta importante de ser respondida. Elas se diferenciam quando são induzidas a isso, através de fatores que estimulam a sua diferenciação.
Os fatores que interferem, na diferenciação celular, podem ser:
Nestes casos, o processo de sinalização celular, que já vimos antes quando falamos sobre a membrana plasmática, é fundamental. 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 diferenciação celular não é um processo irreversível. É possível promover uma desprogramação nuclear, em que todos os genes são ativados novamente, fazendo a célula voltar a ser uma célula embrionária e altamente indiferenciada.
Foi assim que cientistas conseguiram criar os clones, quando uma célula adulta de um indivíduo é utilizada para gerar outro organismo que é uma cópia idêntica dele. A ovelha Dolly, vista na imagem a seguir, é um exemplo de sucesso desta técnica.
No entanto, isso também acontece naturalmente. No processo de regeneração, como no fígado, por exemplo, também ocorre a desprogramação nuclear das células e são formadas células indiferenciadas.
A morte celular
Vamos entender melhor como isso acontece!
· Video aula
Morte celular acidental
A morte celular acidental é chamada de necrose. A necrose pode ocorrer devido a:
· afecções vasculares (como o entupimento de um vaso sanguíneo que leva à falta de sangue e oxigênio no local),
· traumatismo (que causa uma lesão na célula),
· substâncias toxicas e outras causas.
Morte celular programada
As células podem morrer de forma fisiológica e programada, sob o comando de genes presentes em seu núcleo. Este tipo de morte celular, em que a própria célula se destrói sob o comando nuclear, é chamada de apoptose.
É comum ocorrer apoptose durante o desenvolvimento embrionário. Alguns tecidos ou estruturas que se formam, neste momento, são provisórios, desempenham o seu papel estimulando outras células, e depois desaparecem. Veja o exemplo:
Durante a formação dos dedos no embrião existe uma membrana que os une. Esta membrana deve desaparecer por apoptose, para que os dedos fiquemseparados. Quando não ocorre a apoptose tem-se esta anomalia, em que os dedos permanecem colados, chamada de sindactilia.
Outro exemplo de apoptose é o que acontece na metamorfose dos anfíbios. Enquanto são larvas, os sapos são chamados de girinos. Eles se assemelham a peixes e possuem uma cauda. À medida que vão se desenvolvendo e se tornando adultos a cauda vai desaparecendo, por apoptose de suas células.
A apoptose também ocorre em células de tecidos adultos, como os neutrófilos que saem do sangue para fazer a defesa do organismo nos tecidos e não têm como voltar e as células cancerosas. Aliás, quando a apoptose de células cancerosas não acontece é que ocorre a formação dos tumores, que veremos na próxima aula.
Saiba mais
Para ver mais diferenças entre necrose e apoptose, leia o texto Necrose e apoptose, disponível aqui. https://fisfar.ufc.br/petmedicina/images/stories/necrose_e_apoptose._pdf.pdf
Atividades
1. A diferenciação celular é responsável pela existência de diferentes tipos de células de um organismo. As células se diferenciam de acordo com a sua potencialidade. As células que têm a maior capacidade de diferenciação são as:
Totipotentes
Unipotentes
Oligopotentes
Pluripotentes
Multipotentes
2. Em um organismo que possui células altamente diferenciadas, as células musculares e as células nervosas diferem umas das outras, principalmente por:
Possuírem genes diferentes.
Possuírem ribossomos diferentes.
Possuírem cromossomos diferentes.
Expressarem genes diferentes.
Utilizarem código genético diferente.
3. As moléculas que constituem os seres vivos se dividem em orgânicas e inorgânicas. Entre as listadas a seguir, NÃO é uma molécula orgânica:
Água
Lipídeo
Proteína
Aminoácido
Carboidrato
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