RESUMO P3 BIOCEL

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AULA 1 - CITOESQUELETO
· Citoesqueleto: conjunto de elementos que, em sintonia, são responsáveis pela integridade estrutural das células e por uma ampla variedade de processos dinâmicos, como a aquisição da forma, a movimentação celular e o transporte de organelas e de outras estruturas citoplasmáticas.
Actina: 
Presentes em todas as células eucarióticas.
Proteína globular altamente conservada evolutivamente e codificada por diferentes genes, o que resulta na existência de isoformas (Actina alfa, beta e gama - pequenas variações quanto a sua ocorrência e localização). Seus monômeros (actina g - de globular) são assimétricos e se associam de maneira regular, sempre no mesmo sentido e formando filamento helicoidal (actina F - de filamentosa)
Processo de polimerização depende da presença de ATP. Existe um equilíbrio constante entre as moléculas de actina na forma livre e polimerizada, sendo que a quantidade de actina G presente no citoplasma regula, ao menos em parte, a taxa de polimerização dos filamentos. O constante intercâmbio entre os monômeros presentes no filamento e aqueles livres denomina-se instabilidade dinâmica. 
Orientação garante a polaridade -> extremidade + favorece o crescimento e extremidade - favorece a perda de monômeros.
A polaridade dos filamentos é facilmente observada quando os filamentos de actina são incubados com fragmentos da molécula de miosina, que se ligam de forma orientada aos filamentos, obedecendo sua polaridade e sua estrutura helicoidal, assumindo assim um aspecto de pontas de flecha enfileiradas. A extremidade do filamento que termina com as pontas de flecha é designada extremidade penetrante (extremidade +), enquanto a extremidade oposta é designada extremidade farpada (extremidade -).
Além da quantidade de monômeros disponíveis no citoplasma, o controle da inserção ou remoção de monômeros nos filamentos de actina depende da presença de proteínas reguladoras, que podem atuar no sequestro de monômeros (impedindo a sua adição aos filamentos), no capeamento dos filamentos (impedindo a adição de novos monômeros) ou aumentando a afinidade dos monômeros à extremidade (+) (acelerando a polimerização). Além de impedir a adição de novos monômeros, as proteínas de capeamento também são capazes de clivar os microfilamentos, de modo a criar um maior número de extremidades (–) livres, favorecendo a despolimerização. Os filamentos de actina podem também ser encontrados em uma forma estável (conseguida pela associação a proteínas estabilizadoras, que recobrem os filamentos, reforçando-os e impedindo a ação de proteínas de clivagem, além de proteínas que impedem a adição de novos monômeros à extremidade (+) e outras que impedem a remoção de monômeros da extremidade (–)). Isto é especialmente evidente nas células musculares, em que a estrutura do sarcômero (a unidade funcional dessas células) depende, em última instância, da uniformidade estrutural dos filamentos de actina.
Sarcômero: unidade funcional da contração muscular, composta por um arranjo característico de numerosas proteínas fibrilares e globulares.
Miofibrilas: unidade do tipo varão da base de um músculo. Sua função é realizar movimentos na célula, principalmente a contração celular.
Contração de uma célula do músculo esquelético: 
Quando um sarcômero está em repouso, filamentos grossos e finos se sobrepõem parcialmente, porém, quando o músculo se contrai, um filamento desliza sobre o outro em grande proporção, diminuindo o tamanho do sarcômero. Sendo assim, a contração baseia-se no deslizamento dos filamentos uns sobre os outros.
Em um músculo em repouso não há interação entre a actina e a miosina, pois há fixado no filamento de actina um complexo denominado complexo troponina-tropomiosina. Quando há a liberação de íons Ca2+, esses mudam a configuração da troponina, levando à exposição dos locais de ligação entre a actina e a miosina. Ocorrendo a interação entre as proteínas, é liberada energia e observa-se uma deformação na cabeça da miosina que se curva e acaba empurrando o filamento de actina, causando o deslizamento dessas proteínas. Esse fenômeno repete-se seguidas vezes, levando à uma sobreposição dos filamentos de actina e miosina.
Propriedades funcionais: 
As funções celulares dependentes dos filamentos de actina são inúmeras e muito diversificadas.
Forma e locomoção celular: Concentração de filamentos de actina na periferia do citoplasma (córtex de actina), que atua em processos dinâmicos como a expansão e prolongamentos celulares, movimentos associados a endo/exocitose e a adesão celular (outras células ou matriz extracelular). No deslocamento de células sobre substratos sólidos, estão envolvidos três mecanismos principais. Inicialmente, a polimerização dos filamentos de actina empurra a membrana plasmática para frente, induzindo a formação de projeções em forma de lâmina, os lamelipódios, ou filiformes, designadas filopódios. Tais estruturas projetam o citoplasma sobre o substrato no sentido do movimento. Também são importantes os processos de adesão ao substrato, resultantes do estabelecimento de regiões especializadas de contato com a matriz extracelular. Após a formação dessas projeções e de sua adesão ao substrato, movimentos de tração, resultantes da ação do citoesqueleto, deslocam a célula como um todo.
O córtex de actina também contribui para a manutenção da forma celular, principalmente no que se refere às especializações da superfície celular. É o caso, por exemplo, das microvilosidades (projeções cilíndricas observadas na superfície apical de células que necessitam expandir a superfície celular em decorrência de uma intensa troca de substâncias com o meio extracelular).
Muitas alterações do citoesqueleto cortical de actina estão relacionadas à presença de outra proteína acessória, a gelsolina. Quando ativada pela ligação ao Ca+2, a gelsolina liga-se ao filamento de actina, fragmentando-o. Além disso, ela se associa à extremidade (+), impedindo que o filamento cresça. Tais alterações são importantes tanto para os processos de locomoção quanto para os movimentos necessários à endocitose.
Transporte intracelular: A movimentação dos grânulos de secreção e de organelas, como cloroplastos e mitocôndrias, ocorre dada a presença de proteínas motoras pertencentes à família das miosinas.
Posicionamento de macromoléculas: Moléculas de RNA mensageiro, assim como complexos macro enzimáticos envolvidos na glicólise, têm localização preferencial na célula dada a sua interação com os microfilamentos.
Interações com receptores de membrana: O citoesqueleto de actina responde a estímulos do meio externo, sofrendo rearranjos que levam a mudanças gerais da morfologia e fisiologia celular. Essa capacidade de responder a estímulos do meio externo depende da interação direta dos filamentos (via proteínas de acoplamento) com receptores de membrana em sítios específicos da membrana plasmática. Nesses sítios, a ativação de cascatas de sinalização, em última instância, ativa ou desativa proteínas reguladoras da polimerização dos filamentos de actina, modificando a distribuição dessas células. Migração celular.
Formação do anel contrátil nas células em divisão: Na citocinese os filamentos de actina arranjam-se na forma de um anel contrátil, que se contrai e separa as duas células-filhas.
Formação do citoesqueleto de hemácias: actina + espectrina = malha firme mas extremamente flexível junto à face citoplasmática da membrana plasmática de hemácias -> garantem sua forma bicôncava e a deformabilidade necessária.
Filamentos intermediários:
Presença exclusiva em células de organismos multicelulares.
Seus monômeros são formados por proteínas fibrosas que se associam, formando estruturas resistentes a forças de tração. A maioria dessas proteínas se encontram polimerizadas, com pequena quantidade no citoplasma (quando sintetizados, monômeros tendem a se polimerizar imediatamente, portanto filamentos intermediários não se encontram na forma de monômeros).
São divididos em diferentes classes, guardando certa relaçãocom sua origem embrionária. São predominantemente citoplasmáticos porém na lâmina nuclear existem as proteínas laminas que pertencem a uma classe independente de filamentos intermediários.
Composição química: Mais de 50 tipos de proteínas com uma estrutura básica comum, com segmente central em alfa hélice e porções globulares amino e carboxiterminais. Não há polaridade nos filamentos intermediários.
Propriedades funcionais: o citoesqueleto formado pelos filamentos intermediários é relativamente inflexível e resistente, contribuindo para a manutenção da forma e da integridade estrutural das células. Apesar de resistentes, os filamentos intermediários são dinâmicos, sendo constantemente rearranjados para responder às necessidades celulares. Durante a mitose, por exemplo, a trama de filamentos intermediários sofre várias alterações, determinadas por reações de fosforilação e desfosforilação dos monômeros. As funções dos filamentos intermediários também dependem de associações a proteínas acessórias, que influenciam na polimerização e no estabelecimento do arranjo tridimensional. Algumas dessas proteínas ligam os filamentos intermediários a outros componentes do citoesqueleto, fazendo com que a malha formada seja dinâmica e flexível, compatível com as alterações de forma, constantes em alguns tipos celulares. Este é o caso, por exemplo, da proteína plectina e a do antígeno do pênfigo bolhoso (BPAG), que estabelecem ligações cruzadas entre os filamentos intermediários, os microtúbulos e os filamentos de actina. Além disso, a associação com proteínas acessórias específicas faz com que o arcabouço de filamentos intermediários contribua no posicionamento das organelas dentro das células. O posicionamento do núcleo, em muitos casos, é dependente dos filamentos intermediários. Os filamentos de citoqueratina nas células da epiderme são denominados tonofilamentos. Eles formam uma rede que percorre toda a célula e se ancoram nos desmossomos.
O fato de que os filamentos intermediários são encontrados apenas em organismos multicelulares sugere que eles devam ter contribuído para a aquisição da multicelularidade e para o funcionamento integrado das células, dando-lhes continuidade estrutural na formação dos tecidos.
Além da função mecânica, é possível que os filamentos intermediários apresentem função regulatória. Possivelmente, a interação da cromatina com a lâmina nuclear em associação direta ou indireta com as lâminas, representa um sistema de regulação da expressão gênica, que se manifesta diretamente, por meio do ancoramento de fatores de transcrição, ou indiretamente, contribuindo para a distribuição espacial de elementos da cromatina.
Microtúbulos:
Estruturas cilíndricas, aparentemente ocas, com aproximadamente 25 nm de diâmetro, que se estendem por todo o citoplasma. São estruturas dinâmicas que polimerizam/ despolimerizam continuamente dentro da célula. Estão envolvidos na determinação da forma celular, na organização do citoplasma, no transporte intracelular de vesículas e organelas, em uma variedade de movimentos celulares e na separação dos cromossomos durante a divisão celular. Os microtúbulos são formados por uma proteína globular chamada tubulina. A tubulina é um dímero formado de duas cadeias polipeptídicas bastante semelhantes e fortemente ligadas entre si, designadas tubulinas α e β. As duas cadeias polipeptídicas são similares na composição de aminoácidos, mas há diferenças suficientes para serem discriminadas com o uso de anticorpos.
Estrutura dos microtúbulos:
Os dímeros de tubulinas associam-se de modo a formar uma estrutura cilíndrica com uma região central que aparece vazia nas micrografias eletrônicas. Quando analisado mais detalhadamente, observa-se que o microtúbulo é constituído por 13 protofilamentos paralelos, lineares e formados por associações de dímeros de tubulinas α e β, todos com a mesma orientação. A pequena diferença entre as tubulinas α e β confere assimetria aos dímeros de tubulina, que se posicionam nos protofilamentos com a mesma orientação. Como os protofilamentos são arranjados de forma paralela e com a mesma orientação, os microtúbulos são estruturas polares com extremidades distintas. Essa polaridade é de considerável importância para a célula, permitindo que o transporte de diferentes estruturas ao longo dos microtúbulos possa ser direcionado.
Nas células vivas, a polimerização dos microtúbulos ocorre geralmente a partir de sítios específicos de nucleação, chamados centros organizadores de microtúbulos, nos quais as extremidades (–) dos microtúbulos ficam ancoradas. Na maioria das células animais, o principal centro organizador de microtúbulos é o centrossomo. Este fica localizado próximo ao núcleo da célula em intérfase e contém, na maioria das células animais, um par de centríolos orientados perpendicularmente entre si e envolvidos pelo material pericentriolar.
Quando a célula vai entrar em divisão, a rede microtubular sofre uma total reorganização, promovendo um claro exemplo da importância da instabilidade dinâmica. Toda a rede microtubular presente na célula em intérfase é desmontada, e as tubulinas livres são reutilizadas para formar o fuso mitótico, que é responsável pela separação das cromátides-irmãs. Essa reestruturação dos microtúbulos é dirigida pela duplicação do centrossomo, formando dois centros organizadores de microtúbulos que, durante a mitose, migrarão para pólos opostos do fuso mitótico.
Cílios e flagelos:
Projeções da membrana plasmática contendo um feixe de microtúbulos em seu interior. São responsáveis pelo movimento de uma variedade de células eucarióticas. Os cílios das células epiteliais que revestem o trato respiratório humano têm a função de conduzir o muco, juntamente com partículas de poeira, até a boca, onde ele é eliminado ou deglutido. Os flagelos são responsáveis pela locomoção dos espermatozóides e de uma variedade de protozoários.
 
AULA 2 - MITOSE, MEIOSE, CICLO CELULAR
Mitose:
· período de divisão
Homeostase: Estado de equilíbrio do organismo. 
A mitose exerce papel primordial em processos fundamentais para a manutenção da vida. Um deles é a constante produção das hemácias (ou eritrócitos) (hematopoese), originadas a partir de células precursoras indiferenciadas existentes na medula óssea. Essas células são fundamentais para a manutenção dos níveis de oxigenação tecidual e transporte do gás carbônico resultante do metabolismo e têm vida relativamente curta. Esse processo
também origina as células da linhagem branca do sangue (leucócitos), responsáveis pela defesa imunológica do organismo. As divisões mitóticas têm um papel fundamental e também asseguram a homeostase do organismo na reposição das células da camada epidérmica da pele, uma camada constituída de células queratinizadas, que garante impermeabilidade e consequente proteção contra os agentes nocivos do meio externo, com o qual a pele mantém contato direto. O mesmo mecanismo opera para a renovação das células epiteliais do trato gastrointestinal, onde o constante trânsito de substâncias acaba por destruir porções do tecido, que precisam ser repostas. A reepitelização do endométrio uterino a cada ciclo menstrual é mais um exemplo da participação da mitose na manutenção de processos orgânicos essenciais.
Interfase:
Período mais longo do ciclo celular. Período entre duas mitoses.
Período de síntese dos constituintes celulares (dobrando seu volume) -> intensa transcrição e tradução. multiplicação de organelas, aumento da membrana plasmática e do citoesqueleto. Alguns constituintes, porém, são produzidos apenas em determinado período, como o DNA, que é sintetizado somente em uma subfase da intérfase denominada S (do inglês, synthesis). Da mesma maneira, as proteínas histônicas são também intensamente sintetizadas no citoplasma nessa subfase. As novas histonas entram no núcleo pelo complexo de poro do envoltório nuclear e se associam com o DNA, formando nucleossomos. O período que antecede S é denominado de G1 e o que sucede S e precede a mitose é chamado G2 (Gde gap = intervalo). 
A subfase G1 é a que tem o tempo de duração mais variável (dura de 3 a 4 horas, mas pode prolongar-se por dias, meses ou anos, de acordo com as condições fisiológicas). No caso em que a célula permanece em intérfase por anos sem se dividir, a subfase G1 é denominada G0 (células em G0 são muito diferenciadas, não se dividem mais e estão voltadas para suas funções, como secreção (p.ex., célula caliciforme), condução de impulso nervoso (neurônios), defesa do organismo contra patógenos (macrófagos)). Algumas, ainda, como a maioria dos linfócitos do sangue humano e hepatócitos em G0, podem voltar a se dividir se houver um estímulo, como a presença de um antígeno, no primeiro, ou uma perda de tecido hepático, no segundo.
É em algum momento de G1 que a célula recebe o estímulo para dividir. 
Em G1-S da intérfase, ocorre outro evento importante para o processo de divisão celular, a duplicação do centrossomo.
A duplicação dessa estrutura durante a intérfase vai garantir a formação de dois pólos do fuso e que cada célula-filha receba um centrossomo. Na intérfase, notam-se microtúbulos longos, denominados do áster, irradiando dos centrossomos em todas as direções. 
A duplicação do DNA na subfase S é um evento muito importante do ciclo celular, pois garante que as células-filhas possam receber uma cópia exata de cada molécula de DNA da célula parental. As células humanas diplóides. Durante a fase S, cada molécula de DNA dá origem a outra idêntica a ela, sendo que cada um dos 46 cromossomos contém duas moléculas de DNA (denominadas cromátides-irmãs) que se mantêm associadas por complexos proteicos denominados coesinas.
A subfase G2 é o período em que a célula verifica, por exemplo, se todo DNA duplicou corretamente e se houve aumento adequado do volume, antes de iniciar a divisão.
· Subfases S e G2 ocorrem somente em células que irão se dividir e têm duração relativamente constante de 7 a 8h (S) e 2 a 5h (G2)
Mitose:
· Prófase:
Início da condensação da cromatina (aparecimento de filamentos + espessos, formados por duas cromátides “irmãs”, cada uma com seu centrômero e telômero). Ocorre a fragmentação gradativa do nucléolo (dispersam-se em forma de corpúsculos de ribonucleoproteínas e permanecem associados à periferia dos cromossomos). Os dois centrossomos começam a se mover para pólos opostos da célula e entre eles formam-se microtúbulos polares. Mudanças são desencadeadas por fosforilação nas proteínas histônicas (alterando comportamento da cromatina/laminas/proteínas nucleolares -> desmontagem do envoltório nuclear).
· Pró-metáfase:
Cromatina encontra-se mais condensada, filamentos + grossos e curtos e nucléolo não é mais visualizado. O envoltório nuclear e as organelas membranosas fragmentam-se em pequenas vesículas. Centrossomos continuam migrando para os pólos opostos.
· Metáfase:
Cromatina atinge o máximo de condensação. Tensão proporcional dos microtúbulos leva os cromossomos a uma posição de equilíbrio entre os dois pólos.
· Anáfase:
Começa abruptamente com a separação das cromátides irmãs, que se movem para os pólos (mantendo a ploidia). 
· Telófase:
Reestruturação do envoltório nuclear (ocorre após a desfosforilação das lâminas), a partir dos componentes dispersos pelo citosol na pró-metáfase. Cromossomos se descompactam gradativamente até o final da fase. Organelas reconstituídas.
· Citocinese:
Divisão citoplasmática da célula em duas. Anel de actina e miosina marca a o local em que vai ocorrer (anel contrai e região é estrangulada até a divisão)
Controle da saída da mitose:
Desfosforilação e a destruição dos substratos-alvo são responsáveis pelo término da mitose.
Mitose aberta e fechada:
Comportamento difere entre eucariotos.
Envoltório se desmonta: mitose aberta
Envoltório permanece intacto: mitose fechada
As diferenças entre a mitose animal e vegetal
Mitose astral e anastral 
Na mitose astral, os centríolos da célula animal estão envolvidos nas fibras do áster. Já a mitose anastral é quando não encontramos tanto os centríolos quanto os ásteres nos vegetais. 
Nas células animais, como não há parede celular, há uma divisão da membrana plasmática por estrangulamento, e a citocinese é chamada de centrípeta. 
Nas células vegetais, devido a presença de uma parede celular, não é possível ter uma divisão por estrangulamento. O que ocorre é uma aglomeração na região equatorial de vesículas originadas do complexo de Golgi. Essas vesículas se unem, formando uma faixa delgada, apartando as células-filha. 
Meiose:
Geração de células haplóides (gametas) (com metade dos cromossomos);
Envolve duas divisões nucleares e citoplasmáticas sucessivas, meiose I e meiose II, resultando em 4 células haplóides.
A meiose inclui duas divisões celulares, não havendo síntese de DNA entre a meiose I e II. Uma célula 2C replica seu DNA na interfase, tornando-se 4C, e após duas divisões gera 4 células C.
Meiose I = divisão reducional, duas células formadas contêm um único conjunto de cromossomos (são haplóides).
A meiose inicia-se após uma interfase semelhante a que antecede a mitose, porém mais longa e com atividades específicas de controle em G2.
Etapas: Prófase I, metáfase I, anáfase I, telófase I, intercinese, prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II
Prófase I: mais longa e complexa, subdividida em leptóteno (cromossomos já duplicados aparecem como filamentos longos, aspecto granular. Cromossomos se associam ao envoltório nuclear por seus telômeros), zigóteno (cromossomos emparelham-se longitudinalmente em processo chamado sinapse, e aparece complexo sinaptonêmico entre eles, estabilizando o emparelhamento), paquíteno (cromossomos + condensados e totalmente emparelhados, ocorre a permuta [crossing-over] cromátides homólogas trocam pedaços equivalentes, resultando em nova combinação dos genes dos pais), diplóteno (cromossomos ainda + condensados e as 4 cromátides tornam-se visíveis ao microscópio de luz. Complexo sinaptonêmico se desfaz e os cromossomos homólogos começam a se separar, mas unidos onde ocorreu permuta - quiasmas) e diacinese (quiasmas deslocam-se para as extremidades dos cromossomos, podendo diminuir em número). Cromatina interfásica inicia a condensação.
Metáfase I: Cromossomos atingem o grau máximo de condensação e ainda permanecem unidos pelos quiasmas em suas extremidades. Envoltório nuclear e nucléolo já desapareceram e cromossomos na região central da célula, entre os dois pólos, com os centrossomos.
Anáfase I: separação dos cromossomos homólogos, que migram para pólos opostos, reduzindo a metade o número de cromossomos em cada célula formada.
Telófase I: os cromossomos descondensam, envoltório é reconstituído e ocorre a citocinese, formando duas células haplóides (porém ainda 2C - cada cromossomo do par é constituído de duas cromátides).
Intercinese: período curto entre as duas divisões onde não ocorre síntese de DNA.
Prófase II: rápida, cromossomos reiniciam a condensação, formam-se dois novos fusos e o envoltório nuclear é desestruturado. 
Metáfase II: cromossomos com suas cromátides irmãs ligadas pelo cinetocoro às fibras de fusos opostos, alinham-se na região central da célula.
Anáfase II: migração das cromátides de cada cromossomo para os pólos.
Telófase II: cromossomos descondensam, organizam-se novos núcleos com a reconstituição do envoltório nuclear e o nucléolo reaparece.
Citocinese II: dá origem a 4 células haploides. Essas células sofrem intensa diferenciação celular para formar os espermatozóides (na espermatogênese animal).
AULA 3 - DIFERENCIAÇÃO CELULAR
· Conjunto de eventos que leva à aquisição do padrão de expressão gênica encontrado em cada tipo celular e a sua manutenção
Início da diferenciação celular: embriogênese
· Óvulo contém fatores necessários para formação/manutenção dos primeiros estágios. Na ovogênese, ocorre acúmulo de RNA no citoplasma do óvulo. Após a fertilização, ovo passa por clivagens (série de divisões mitóticas sucessivas, sem crescimento entre elas - ocorre a diminuição do tamanho das células, consequência da inexistênciada fase G1) até o estágio de mórula (embrião consiste em uma massa compacta de células, número variável com a espécie). Após o estágio de mórula, células passam a produzir líquidos que se acumulam no interior do embrião, e então se forma uma cavidade - blastocele - define o estágio de blástula (onde se encerram as clivagens e passa a existir crescimento celular entre as divisões - porém com baixa capacidade de síntese de RNA e proteínas - somente o necessário - e alta síntese de DNA). A partir da blástula, complexas transformações até aparecimento de três linhagens celulares: endoderma, mesoderma e ectoderma, que definem o estágio de gástrula, onde começa a diferenciação. Há intensa migração celular - movimentos morfogenéticos -, complexas interações teciduais - novas células serão geradas - Isso permite que, com o decorrer do desenvolvimento, as células se diferenciem e se agrupem de modo que sejam organizados os diferentes tecidos e órgãos, processo conhecido como organogênese. No embrião em gástrula, esses eventos descritos predominam sobre a proliferação celular, embora esta ainda ocorra de forma intensa. A gastrulação é marcada por abundante expressão gênica, principalmente de moléculas de adesão celular, componentes de matriz extracelular, citoesqueleto contrátil, proteínas específicas de cada tipo celular, além de mediadores químicos relacionados à diferenciação das células.
Os morfógenos e a indução embrionária
Um morfógeno é qualquer substância que induz a célula a se diferenciar, sendo que sua atividade varia de acordo com um limiar de resposta criado por diferenças em um gradiente de concentração.
Os morfógenos podem exercer sua atividade basicamente por três mecanismos: (1) podem estar presentes no ovo em regiões distintas, muitas vezes formando gradientes de concentração que, com o decorrer das clivagens, são segregados a populações celulares diferentes; (2) podem ser sinais de curto alcance, principalmente fatores que agem por meio de interações célula-célula; ou (3) podem ser sinais solúveis que se difundem de uma região sinalizadora central para populações celulares vizinhas. A capacidade que um tecido tem de responder à indução e se diferenciar pode variar de acordo com o grau de maturação que esse tecido apresenta.
Teoricamente, um único gradiente de morfógeno pode controlar o padrão de diferenciação de muitos tipos celulares. Além disso, o gradiente de um morfógeno pode ser identificado diferencialmente pelas células, que se diferenciam respeitando a posição em que se encontram em um determinado tecido. 
Uma vez induzidas, as células podem responder a essas moléculas com (1) a liberação do mesmo morfógeno, em um sistema de retroalimentação positiva (feedback positivo); (2) com a liberação de um segundo morfógeno, que, por sua vez, criará um novo gradiente dose-resposta; ou, ainda, (3) pela inibição de algum fator que, a célula esteja produzindo. Todos esses fatores fazem com que sejam criadas populações celulares cada vez mais específicas, à medida que o embrião se desenvolve. Essa complexidade aumenta se for considerado que raramente há um único morfógeno atuando.
Determinação celular
Quando ocorrem as divisões nas células diferenciadas ou em diferenciação, torna-se necessário que o fenótipo adquirido tenha certa estabilidade. Essa estabilidade é conseguida antes mesmo que a diferenciação propriamente dita se torne evidente. Uma célula que foi induzida a determinado destino no desenvolvimento do embrião é tida como determinada, isto é, que sofreu alterações autoperpertuáveis de caráter interno, as quais a distinguem, bem como as suas descendentes, das demais células do embrião. O termo diferenciação é usado geralmente para a especificação celular que se manifesta, ou seja, de uma característica aparente.
No decorrer do desenvolvimento, a diferenciação celular é feita de modo ordenado e integrado a diferentes tipos celulares presentes em um mesmo eixo ou em eixos corporais distintos. A expressão de moléculas reguladoras, diferentes ao longo de cada eixo, é característica para cada região. Uma vez estabelecidas e determinadas as regiões, as células deixam de ser totipotentes, entrando por rotas de diferenciação que as levarão a destinos específicos. Em cada etapa, mais subdivisões são obtidas, originando populações celulares cada vez mais distintas. Por sua vez, essas células passam a produzir moléculas que poderão alterar a diferenciação das células circunvizinhas. Isso ocorre de forma contínua no decorrer do desenvolvimento embrionário.
Modificações no estado diferenciado da célula
Em algumas circunstâncias, as células diferenciadas podem alterar seu padrão de diferenciação, o que atesta que há reversibilidade da expressão gênica. Ocorre por dois processos:
· Desdiferenciação: é a perda das características diferenciadas de uma célula. Ocorre, por exemplo, durante a regeneração dos membros dos tritões, que são capazes de recompô-los completamente, se tiverem os seus membros amputados. 
· Transdiferenciação: é a conversão de um tipo celular diferenciado em outro sem que haja uma célula indiferenciada como intermediária. Um exemplo ocorre na regeneração do cristalino dos tritões. Nesse caso, após lesão ou perda completa do cristalino, este pode ser completamente reconstituído a partir das células da íris pigmentada do animal;
Interações entre núcleo e citoplasma
Existem situações em que se observa que o núcleo está sujeito à influência de fatores citoplasmáticos.
Diferenciação e proliferação celular
Em geral, a capacidade de divisão de uma célula é inversamente proporcional ao seu grau de diferenciação. Células indiferenciadas apresentam uma capacidade de divisão bastante alta, enquanto tipos celulares que se mostram extremamente diferenciados, como as células musculares cardíacas, são incapazes de se dividir.
Esse sistema, no qual proteínas reguladoras modulam a atividade do complexo CDK-ciclina, é importante, pois permite a existência de um tipo de freio quando isso se torna necessário. Por outro lado, esse sistema de bloqueio do ciclo celular é também ativado por sinais extracelulares. Vários tipos de substâncias, como morfógenos, fatores de crescimento ou hormônios, são capazes de alterar os níveis de p27, p21 e p57, fazendo com que ocorra a diminuição da proliferação celular. Esses mesmos sinais externos também fazem com que, ao mesmo tempo, a célula se diferencie.
A matriz extracelular e a diferenciação da célula
Morfogênese: consequência da coordenação entre a diferenciação celular e a proliferação, migração e comunicação das células.
Matriz extracelular (MEC): rede de macromoléculas composta de proteínas fibrosas, proteoglicanos, glicoproteínas estruturais, proteínas não colagênicas e ácido hialurônico. Componentes secretados pelas células. Exerce grande influência no comportamento e diferenciação celular. Mesmo estruturas sintéticas que mimetizam a matriz extracelular podem mudar o padrão de diferenciação das células.
Transdução de sinais extracelulares
Sinais precisam ser interpretados: receptores específicos em cada molécula sinalizadora.
Sinais são levados ao núcleo por sequência de reações em cadeia. Os receptores presentes na membrana plasmática pertencem a três classes distintas: (1) receptores tipo canais iônicos, envolvidos na sinalização sináptica de células eletricamente excitáveis; (2) os receptores associados à proteína G; e (3) os receptores associados a enzimas. Ao que se sabe, apenas os dois últimos tipos de receptores têm relação direta com a diferenciação celular.
A transdução dos sinais do meio extracelular inicia-se com a interação da célula com as moléculas sinalizadoras (hormônios, fatores de crescimento, morfógenos, MEC) via receptores. Isso promove a ativação de proteínas-cinase, criando uma cascata de fosforilações que ativam um grande número de moléculas sinalizadoras, capazes de alterar vários fenômenos citoplasmáticos. Um dos parâmetros que pode ser observado são alterações do citoesqueleto, sobretudo nos filamentos de actina. Essasalterações, bem como as vias de sinalização originárias da cascata de fosforilações, são capazes de desencadear uma interação diferencial entre a cromatina e a matriz nuclear com diferentes fatores de transcrição e demais proteínas regulatórias nucleares.
Controle da diferenciação celular
Controle principal ocorre na transcrição no DNA. Tipos celulares apresentam variações fenotípicas como consequência de variações na expressão gênica. Célula diferenciada expressa apenas uma porção do genoma e seu conteúdo protéico está ligado a isso.
Controle da transcrição: feito por proteínas moduladoras que interagem com determinadas sequências do DNA, promovendo a indução ou pressão de determinado gene. 3 sequências que mais interagem: promotores (sítios de ligação para as RNA-polimerase, enzimas que transcrevem o DNA), acentuadores (sítios de ligação a proteínas reguladoras, que interagem com as RNA polimerase), silenciadores (sítios que interagem com proteínas reguladoras que bloqueiam a transcrição de determinado gene).
Regulação pós-transcricional: Nem todo RNAm transcrito será efetivamente traduzido: mecanismos capazes de modular a capacidade de traduzir RNAm. Várias instruções regulatórias estão contidas dentro da própria molécula de RNAm em regiões que sequer codificam proteínas.
Regulação pós-traducional: proteínas sintetizadas necessita sofrer alterações pós traducionais para ser biologicamente ativa -> forma mais marcante é a fosforilação, exercida por cinases.
Perda de DNA: diferenciação onde há perda de DNA: irreversível.
Estrutura da cromatina: Estrutura da cromatina pode ser modificada por meio de acetilação, metilação e ou fosfatação das histonas. Tanto a metilação do DNA quando as modificações covalentes das histonas fazem parte de uma série de fenômenos conhecidos como epigenética.
AULA 4 - MORTE CELULAR
Formas de morte celular:
Critérios morfológicos, destacam-se apoptose e necrose.
Apoptose: papel oposto ao da mitose, controle da proliferação celular. Resposta fisiológica, remoção de células ou tecidos alterados. Pode ser induzida por diferentes agentes estressores (radiação, drogas, choque térmico, metais pesados, alcoois, hipóxia, jejum, inibidores metabólicos, agentes oxidantes, infecções virais…). Células morrem como resultado de uma cascata de eventos ordenados e estereotipados. Múltiplos caminhos de sinalização. Atividade de caspases, clivam componentes estruturais.
Necrose: forma acidental e não controlada de morte celular, falha nas respostas adaptativas genéticas e metabólicas. É induzida por injúria severa (ação de hipóxia, privação de nutrientes, estresse oxidativo, hipertermia, altas concentrações de substâncias tóxicas…). Eventos não seguem uma ordem, ocorrendo perda da integridade da membrana, disfunção de organelas e perda de homeostase iônica interna.
Autofagia: morte lenta e regulada, caracterizada pela lenta degradação de partes do citoplasma e organelas por autofagossomos, vacúolos originários do retículo endoplasmático. Observada em casos de privação crônica de nutrientes e algumas doenças neurodegenerativas. Parece ser resposta adaptativa para inibir apoptose/necrose, mas a permanência do fator estressor leva à morte.
Cornificação: na epiderme. Perda do núcleo e organelas, grande produção de queratina. Células mortas formam a camada externa da epiderme.
Aspectos genéticos e bioquímicos:
Estudo do nematódeo Caenorhabditis elegans - morte de 131 células durante o desenvolvimento.
Morte celular programada: “relógio genético” que determina quando irá ocorrer. Detectada durante a embriogênese, em processos de metamorfose e de regulação de desenvolvimento e renovação celular. Normalmente ocorre por apoptose. Exemplos: regressão da cauda do girino, regressão do útero pós-parto, regressão da mama pós-lactação. Morte pode ser induzida por estímulos não fisiológicos.
Nas plantas, morte não apresenta morfologia apoptótica nem envolve caspases típicas da morte celular animal. A morte abrange a conversão dos vacúolos num compartimento lítico que descarrega suas hidrolases. Apresenta semelhanças à necrose animal, porém pode ser programada.
O que permite identificar uma célula como morta?
Atualmente, três alterações morfológicas são utilizadas para definir a morte da célula: 
a) a perda da integridade da membrana plasmática; 
b) a fragmentação da célula e do núcleo com formação de corpos apoptóticos; e/ou 
c) o engolfamento da célula (ou de seus fragmentos) por células adjacentes.
Identificação da morte celular
Aspectos morfológicos:
Morfologicamente, a apoptose e a morte celular programada são caracterizadas pela perda da integridade celular, havendo condensação e segregação da cromatina, que passa a ocupar a margem nuclear contra o envelope nuclear, e condensação do citoplasma. A condensação cromatínica é acompanhada por invaginação das membranas celular e nuclear e seguida pela ruptura do núcleo em fragmentos, que se tornam circundados por partes do envoltório nuclear. Surgem então os corpos apoptóticos (ou vesículas apoptóticas), contendo parte do citoplasma e do núcleo, expressando marcadores de superfície que permitem ser rapidamente reconhecidos e fagocitados por macrófagos ou outras células do sistema imune ou, ainda, por células adjacentes (“fagócitos não profissionais”).
Na necrose, há um aumento no volume total da célula e de suas organelas, seguindo-se a autólise, que envolve dissolução das membranas e ruptura da célula, com liberação de seus subprodutos, os quais estimulam uma inflamação exudativa, o que não acontece na apoptose. Nas células necróticas o núcleo sofre desorganização da cromatina e intumescimentos,6 podendo exibir estruturas vacuolizadas. Por fim, ocorre a dissolução da cromatina e perda da estrutura nuclear, um processo conhecido por cariólise.
AULA 5 - SINALIZAÇÃO CELULAR
Componentes básicos da transdução de sinais:
Componentes básicos: receptor, segundo mensageiro e molécula efetora.
1. Recepção do sinal: moléculas sinalizadoras de origem protéica, incapaz de atravessar a membrana -> precisam de receptor. Receptores são proteínas integrais da MP e o domínio extracelular apresenta conformação tridimensional que permite interação reversível com a molécula. 3 classes de receptores: Associados à canais iônicos, inseridos na MP e que possuem atividade enzimática intrínseca, transmembranares que interagem com proteínas G no compartimento intracelular.
2. Captação intracelular do sinal pelo segundo mensageiro: interação da molécula com o receptor causa aumento de concentração de certas moléculas de origem não protéica.
3. Ativação de moléculas efetoras com consequente resposta fisiológica: cascata de transdução culmina na regulação de proteínas e fatores de transcrição responsáveis por vias metabólicas -> define a resposta frente ao estímulo.
4. Finalização da transdução: após a recepção, a amplificação e a resposta celular, a(s) via(s) de transdução de sinal deverá(ão) ser desativada(s). A finalização de uma via de transdução de sinal poderá se dar de diferentes formas, como redução da quantidade da molécula sinalizadora (ligante), inativação do receptor, degradação do segundo mensageiro, etc.
Principais vias de transdução de sinal:
· disparadas por meio de receptores tipo 7tm;
· disparadas pela insulina;
· disparadas pelas proteínas morfogenéticas ósseas (BMP);
Finalização da resposta disparada por um ligante:
“Desligar” as vias para que a sinalização ocorra de forma transiente:
a. Diminuição dos níveis do ligante; 
b. Inativação do receptor por meio de sua desfosforilação ou mudança conformacional; 
c. Inativação da proteína G, por meio da hidrólise do GTP, formando GDP; 
d. Degradação ou sequestro do segundo mensageiro; e. Desfosforilação dos intermediários da via;
Receptores intracelulares:
O ligante apresenta propriedades físico-químicas que lhe permite atravessar a membrana plasmática e interagir com seu receptor no compartimento citoplasmático ou nuclear. Uma vez ligado ao ligante, tais receptores normalmente dissociam-se de inibidorescomo a HSP90, dimerizam-se, recrutam uma série de coativadores e correpressores e são translocados para o núcleo, onde atuam na regulação da transcrição. Receptores dessa classe pertencem à grande família de receptores de hormônios nucleares, como os receptores de andrógeno, estrógeno, glicocorticóides esteróides, hormônios da tireoide e ácido retinóico.
Doenças associadas com alterações em vias de transdução de sinal:
Câncer: a desregulação de vias de transdução de sinal é decorrente de alterações em genes chamados de supressores ou promotores de tumores. Essas alterações gênicas fazem com que seus produtos ganhem ou percam função -> perda da capacidade da célula em controlar o processo de divisão. Espectro de proteínas que podem estar associadas com o câncer é enorme. Dessa forma, proteínas de membrana, proteínas extracelulares, citosólicas e presentes em organelas e no núcleo podem estar envolvidas na tumorigênese.
Sinalização como alvo para terapia:
Todos os eventos celulares são regidos por eventos de transdução de sinais que dependem fortemente de intrincadas redes de interações específicas entre proteínas, que, por sua vez, funcionam por mecanismos muito bem regulados por meio de reações de fosforilação e desfosforilação reversíveis, catalisadas por proteínas cinases e fosfatases, por exemplo. O genoma humano apresenta cerca de 520 proteínas cinases, das quais 90 são proteínas tirosina cinases. Algumas cinases estão associadas com doenças como câncer, diabetes, obesidade, autoimunidade, etc.