Diferenciação e Morte Celular na Biologia Celular

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Biologia Celular
Prof. William Volino
Aula 9
Diferenciação e 
morte celular
Diferenciação celular
• Em seres pluricelulares existe uma divisão do trabalho entre 
as células.
• 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.
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Conceito de Diferenciação celular
• A diferenciação celular é um conjunto de processos que 
transforma uma célula indiferenciada em uma célula 
especializada.
• Diferenciação de uma célula é seu grau de especialização.
• Quanto maior a diferenciação, maior é sua especialização.
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Potencialidade celular
• Potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar 
outros tipos celulares.
• Células que apresentam grande diferenciação têm pouca 
potencialidade e vice-versa.
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• Quanto à sua potencialidade as células podem ser:
- Unipotentes
- Oligopotentes
- Pluripotentes
- Totipotentes
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• Nos animais a diferenciação celular começa durante o 
desenvolvimento embrionário.
• Todos os animais se formam a partir de uma célula 
totalmente indiferenciada: o zigoto.
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Diferenciação celular em animais
• O zigoto é a célula que possui grau 
máximo de potencialidade, podendo 
originar qualquer célula do corpo de 
um indivíduo.
• A gastrulação é o primeiro momento do desenvolvimento 
embrionário em que ocorre diferenciação celular.
• As células resultantes das divisões do zigoto se diferenciam 
em três folhetos embrionários.
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Diferenciação na gastrulação
Folheto Embrionário Tecidos adultos
Ectoderma Tecido nervoso e epitelial (pele)
Mesoderma Tecidos conjuntivos, musculares, 
sanguíneo e epitelial
Endoderma Tecidos epiteliais (sistema digestório
e respiratório)
• A diferenciação celular depende, principalmente, da 
expressão de determinados genes e repressão de outros 
genes.
• O controle é, portanto, transcricional, pois interfere 
na transcrição dos genes.
• O controle transcricional é específico para cada tipo 
de célula e varia do silenciamento total de um gene 
até sutis diferenças na atividade transcricional.
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Mecanismos de diferenciação celular
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DNA
mRNA
Proteína
Transcrição
Replicação
Tradução
• Em um eritroblasto são mantidas as funções dos genes 
envolvidos na produção de hemoglobina, enquanto muitos 
outros são inativados.
• Em um neurônio, embora existam os genes que produzem 
a hemoglobina, não há produção desta proteína, mas 
produzem outras importante para exercer a sua função.
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• Células musculares são diferentes das células nervosas 
porque os genes ativos são diferentes.
• O cromossomo X inativado nas fêmeas é um exemplo de 
inativação gênica como a que ocorre na diferenciação 
celular, por compactação da cromatina.
• A inativação gênica também pode ocorrer por metilação de 
nucleotídeos do DNA.
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• 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; no transporte do RNA para o 
citoplasma e na tradução do RNAm.
• É um controle mais rápido, respondendo às necessidades 
celulares imediatas.
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• Os fatores que interferem na diferenciação celular podem 
ser intracelulares ou extracelulares.
• Requer uma intensa comunicação entre as células e o 
ambiente.
Os fatores intracelulares derivam do programa que existe 
no DNA da célula.
• Participam inúmeras substâncias chamadas de fatores de 
transcrição, que se ligam a locais específicos do DNA 
permitindo a transcrição de determinados genes.
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• Os fatores extracelulares, ou extrínsecos, podem ser 
provenientes:
• De outras células
• Da matriz extracelular
• Do ambiente
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• 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 sinalização pode ser:
- Por meio do contato célula-célula
- Comunicação parácrina
- Comunicação por meio de um hormônio
- Sinalização por intermédio de um neurotransmissor
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Diferenciação celular em tecidos adultos
• 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.
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Diferenciação celular reversível
• A diferenciação celular não é um processo irreversível. 
• É possível promover uma desprogramação nuclear, em que 
todos os genes são ativados, voltando a ser uma célula 
embrionária.
• No processo de regeneração, como no fígado, por exemplo, 
também ocorre a desprogramação nuclear das células.
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Morte Celular
• Durante o desenvolvimento embrionário é comum ocorrer a
morte de células que já cumpriram seu papel (tecidos
provisórios), ou para originar estruturas como ductos,
cavidades etc.
• No organismo adulto também ocorre a morte de células
danificadas, envelhecidas, redundantes ou perigosas
(cancerosas).
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Necrose: morte celular acidental
• A morte celular pode ocorrer de forma acidental, sendo
chamada, neste caso, de necrose.
• A necrose pode ocorrer devido à afecções vasculares,
traumatismo, substâncias toxicas e outras causas.
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Apoptose: 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.
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• É comum ocorrer apoptose
durante o desenvolvimento
embrionário, como por exemplo
para individualização dos dedos.
• A apoptose também ocorre em
células de tecidos adultos, como
os neutrófilos, células tumorais,
células autorreativas.
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Atividade
• Exercício
Em um organismo, células musculares e células nervosas diferem
principalmente por:
a) possuírem genes diferentes
b) possuírem ribossomos diferentes
c) possuírem cromossomos diferentes
d) expressarem genes diferentes
e) utilizarem código genético diferente
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