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DIFERENCIAÇÃO CELULAR CONCEPÇÃO E FORMAÇÃO DO SER HUMANO – 6 MOD 102.

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Apresentação em tema: "DIFERENCIAÇÃO CELULAR CONCEPÇÃO E FORMAÇÃO DO SER HUMANO – 6 MOD 102."— Transcrição da apresentação:

1 DIFERENCIAÇÃO CELULAR CONCEPÇÃO E FORMAÇÃO DO SER HUMANO – 6 MOD 102

2 Todo organismo pluricelular é composto por diferentes tipos de células Homem adulto 75 trilhões de células 216 tipos diferentes ÞÓvulo fertilizado (zigoto) = célula tronco prototípica Célula Totipotente

3 Definição e aspectos da diferenciação celular Definição e aspectos da diferenciação celular Mecanismos que geram as diferenças entre as células Mecanismos que geram as diferenças entre as células Modelo de diferenciação celular Modelo de diferenciação celular

4 Diferenciação celular Células tornam-se diferentes entre si Células identidades distintas e funções especializadas Células com identidade definida = ex.: células musculares, células nervosas, células adiposas etc. Aumenta a eficiência das células / interdependência

5 Termos moleculares: Diferenciação celular atividade gênica variada nas células de um organismo ® ® Síntese de proteínas específicas Ex. actina-miosina células musculares

6 Þ Þ Genes que se expressam de forma diferencial: Proteínas de luxo (célula - específicas) = funções de luxo Ex.: actina-miosina = fibras musculares; hemoglobina = hemácias; neurofilamentos = neurônios Þ Þ Genes de manutenção (housekeeping): Proteínas comuns às diferentes células (ex.: enzimas glicolíticas)

7 Célula diferenciada Caracterizada pelas proteínas que contém Mamíferos = mais de 200 tipos de células Célula caliciforme Célula epidérmica Fibra muscular lisa Célula nervosa Hemácias

8 Célula diferenciada Caracterizada pelas proteínas que contém Ex. expressão de uma proteína na célula alterar sua forma célula transfectada com DNA que codifica vilina Vilina proteína que se liga com actina

9 Diferenciação celular ® ® ocorrem modificações moleculares e morfológicas aumento da complexidade celular ponto de vista morfológico organelas

10 Potencialidade = capacidade que a célula possui de se transformar em algum tipo celular específico O potencial das células para desenvolvimento (diferenciação) nos estágios iniciais do embrião é geralmente muito maior que seu destino normal, mas este potencial torna-se mais restrito à medida que o desenvolvimento prossegue Blastocito = 5 dias

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12 Diferenciação X Potencialidade TOTIPOTENTES Células embrionárias: TOTIPOTENTES Blastômeros iniciais = 100% de potencialidade e 0% de diferenciação Células nervosas, fibras estriadas: 100% diferenciadas; potencialidade = zero

13 Clonagem: transferência nuclear Núcleos de blastômeros Potencialidade MAMÍFEROS = OITO PRIMEIRAS CÉLULAS SÃO TOTIPOTENTES

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15 Diferenciação celular não está restrita a vida embrionária Ovo fertilizado Embrião 8 dias Embrião 14 dias 1) Embriogênese Embriogênese, Reposição de células e Regeneração Embriogênese, Reposição de células e Regeneração

16 2) Reposição de células na fase adulta

17 Hematopoiese Células Multipotentes PluripotenteXMultipotente

18 Stem cells = células-tronco capazes de multiplicação (estoque) e diferenciação Determinadas

19 A divisão das células-tronco embrionárias segue dois modelos Determinístico Aleatório (Estocástico)

20 3) Regeneração celular Ex. células satélites (mioblastos)

21 A diferenciação celular causa perda na informação genética das células ?

22 Comprovação experimental Transplante nuclear Xenopus (anfíbio) Diferenciação celular Não acarreta perda na informação genética todas as células com o mesmo conjunto de genes ( = célula - ovo)

23 1) Eritrócitos de galinha com células cancerosas (linhagem de células indiferenciadas: carcinoma uterino = HeLa) Núcleo inativo dos eritrócitos atividade Experimentos de Fusão Nuclear 2) Célula hepática humana x célula muscular de rato ® Citoplasma Controla síntese de DNA e RNA Reversibilidade gênica Proteínas musculares humanas e de rato

24 Desenvolvimento 1) Divisão celular início = clivagens divisões rápidas Blastocisto Vias sintéticas bloqueadas até a fase de Blástula

25 2) Formação de um padrão plano corporal eixos principais camadas germinativas Desenvolvimento células adquirem identidades diferentes

26 Desenvolvimento 3) Mudança na forma gastrulação (Morfogênese) Citoesqueleto papel decisivo Filamentos de actina

27 Migração de células primordiais apoiadas na matriz extracelular (laminina em vermelho)

28 Desenvolvimento 4) Diferenciação celular 5) Crescimento (multiplicação e crescimento celular, deposição de matriz extracelular)

29 Quando e como aparecem as diferenças entre as células durante a embriogênese? Þ Estágios iniciais diferenças entre as células são sutis Poucos genes expressão (atividade) Poucos genes expressão (atividade)

30 Células determinadas transmitem característica

31 Þ Nos animais a diferenciação começa na fase de Gástrula Þ Þ Gástrula – embrião com 3 folhetos Þ Þ Gastrulação início de síntese: proteínas, RNA movimentos celulares intensos Fixação do destino das células embrionárias (determinação)

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33 Estado diferenciado = estável fundamental s funções celulares Em alguns tipos celulares a reversibilidade é possível Transdiferenciação Fator extrínseco

34 Manutenção e a herança dos padrões de atividade gênica Þ Þ Diferenciação alguns genes ativos e outros são mantidos inativos Fatores envolvidos na regulação da atividade de um gene 1) Fatores de transcrição 2) Grau de compactação da cromatina (alteração estrutural) 3) Metilação de citosinas (alterações químicas)

35 1) Fatores de transcrição Atividade de um gene afetar vários outros genes

36 Produto do gene regula o próprio gene

37 2) Alterações estruturais na cromatina Cromossomo X inativado (heterocromatina) Corpúsculo de Barr Célula de mucosa bucal humana (mulher)

38 3) Alterações químicas no DNA Metilação de bases citosinas ausência de transcrição Metilação de bases citosinas ausência de transcrição

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40 Outros fatores podem atuar na regulação da atividade gênica

41 Sinais externos podem regular genes Sinais externos podem regular genes Fatores Extrínsecos

42 - Fatores de crescimento (sinalização parácrina) - Morfógenos (parácrina) - Hormônios (sinalização endócrina) - Fatores ambientais físicos (ex. radiação) físicos (ex. radiação) químicos (ex. talidomida, drogas) químicos (ex. talidomida, drogas) biológicos (ex. infecção viral = rubéola) biológicos (ex. infecção viral = rubéola) Agentes teratogênicos 3 primeiros meses (processos de diferenciação mais freqüentes)

43 Nas etapas iniciais do desenvolvimento embrionário as células poderiam se diferenciar de acordo com suas posições

44 Mórula – a partir de 16 células

45 Indução de diferenciação depende da interação de células vizinhas posição Indução de diferenciação depende da interação de células vizinhas posição INDUÇÃO processo pelo qual as células de alguns tecidos induzem outras células a se transformar (diferenciar) em outros tipos celulares

46 Indução seqüencial Poucos tipos de células originam vários tipos distintos

47 Alguns sinais indutores atuam como morfógenos Substâncias difundíveis que provocam respostas diferentes em células iguais de acordo com a concentração com que chega até estas Mófogenos Mófogenos papel fundamental na diferenciação Ex. Mamíferos é possível que a posição das células na mórula recepção de morfógenos Diferenciação

48 Mórula e Blástula Junções comunicantes Junções oclusivas

49 Indução por hormônios etapas mais avançadas do desenvolvimento

50 MODELO DE DIFERENCIAÇÃO CELULAR Gene myoD expressa em células determinadas a se tornarem fibras musculares esqueléticas Experimento com fibroblastos em cultura expressam proteínas músculo-específicas

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52 MUITO OBRIGADA! MUITO OBRIGADA! Silvia Helena Sofia Departamento de Biologia Geral/CCB

53 BIBLIOGRAFIA 1) Molecular Biology of the Cell 1)ALBERTS, B. et al Molecular Biology of the Cell. 4th ed. Garland Publishing, Inc, New York. (capítulo 21) 2) CARVALHO, ACC Células-tronco: a medicina do futuro. Ciência Hoje, 29 (172): A célula ) CARVALHO, HF & RECCO-PIMENTEL, SM. Diferenciação celular, pp In: A célula Editora Manole Ltda., Barueri, SP Bases da Biologia Celular e Molecular. 4) DE ROBERTIS, EMF & HIB, J A diferenciação celular, pp In: Bases da Biologia Celular e Molecular. 3ª ed. Editora Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro. Biologia Celular e Molecular. 5) JUNQUEIRA, LC & CARNEIRO, J Divisão de trabalho entre células. Diferenciação, pp In: Biologia Celular e Molecular. 8ª ed. Editora Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro. Princípios de Biologia do Desenvolvimento. 6) WOLPERT, L. et al Princípios de Biologia do Desenvolvimento. Artmed, Porto Alegre. (capítulos 1 e 9)

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