Quais são os fatores relacionados à diferenciação celular?

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Diferenciação celular
Mas quem diz que gene deve ficar ATIVO e que gene deve ficar INATIVO?
A diferenciação é controlada por fatores intrínsecos e extrínsecos:
Fatores intrínsecos: derivados de programa próprio do DNA ou do material acumulado no citoplasma
Fatores extrínsecos: substâncias derivadas de outras células ou ação do ambiente (fatores químicos, físicos e biológicos)
Ex: Grávida e Rx 
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Diferenciação celular
Tecidos possuem células tronco ou “stem cells”

Pouco diferenciadas e se dividem constantemente ao longo da vida do animal

Há sempre reserva de células tronco  nem todas se diferenciam
Função: manter uma reserva constante de células que podem se diferenciar em tipos celulares especializados que substituirão as células que morrem
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Diferenciação celular
Totipotentes: podem originar todos os tipos celulares do organismo
Já expressam genes que determinam seu destino, conforme os tecidos em que estão presentes
Células tronco da epiderme
Células tronco do epitélio intestinal
Célula tronco da medula óssea
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Diferenciação celular
Embriogênese X adulto
A diferenciação célula ocorre em ritmos diferentes nos diferentes locais do corpo
Principalmente no recém nascido
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Morte celular
Passo necessário para que novas células sejam produzidas
Membrana entre os dedos dos fetos
Glândulas mamarias durante a lactação
Morte celular programada = APOPTOSE
Falta de alguns hormônios e fatores de crescimento pode induzir apoptose
A célula diminui de volume  cromatina fragmentada  superfície celular se modifica  induz fagocitose por macrófagos
Não causa inflamação
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Beijos!!!!!

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A diferenciação celular é o fenómeno pelo qual as células multipotenciais gradual de organismos alcançar determinadas características específicas. Ocorre durante o processo de desenvolvimento e mudanças físicas e funcionais são evidentes. Conceitualmente, a diferenciação ocorre em três etapas: determinação, diferenciação adequada e maturação.

Esses três processos mencionados ocorrem continuamente nos organismos. No primeiro estágio de determinação, ocorre a atribuição de células multipotenciais no embrião a um tipo de célula definido; por exemplo, uma célula nervosa ou uma célula muscular. Na diferenciação, as células começam a expressar as características da linhagem.

Finalmente, a maturação ocorre nas últimas etapas do processo, onde são adquiridas novas propriedades que resultam no aparecimento de características em organismos maduros.

A diferenciação celular é um processo regulado de maneira muito estrita e precisa por uma série de sinais que incluem hormônios, vitaminas, fatores específicos e até íons. Essas moléculas indicam o início das vias de sinalização dentro da célula.

É possível que ocorram conflitos entre os processos de divisão e diferenciação celular; portanto, o desenvolvimento chega a um ponto em que a proliferação deve cessar para gerar diferenciação.

Características gerais

O processo de diferenciação celular envolve a mudança na forma, estrutura e função de uma célula em uma determinada linhagem. Além disso, implica a redução de todas as funções potenciais que uma célula pode ter.

A mudança é governada por moléculas-chave, entre essas proteínas e RNAs mensageiros específicos. A diferenciação celular é um produto da expressão controlada e diferencial de certos genes.

O processo de diferenciação não implica a perda de genes iniciais; o que acontece é uma repressão em locais específicos da maquinaria genética na célula que está passando pelo processo de desenvolvimento. Uma célula contém aproximadamente 30.000 genes, mas expressa apenas 8.000 ou 10.000.

Para exemplificar a afirmação acima, foi proposta a seguinte experiência: o núcleo de uma célula já diferenciada do corpo de um anfíbio é capturado – por exemplo, uma célula da mucosa intestinal – e implantado no óvulo de um sapo cujo núcleo foi extraído anteriormente .

O novo núcleo possui todas as informações necessárias para criar um novo organismo em perfeitas condições; isto é, as células da mucosa intestinal não haviam perdido nenhum gene ao experimentar o processo de diferenciação.

O desenvolvimento começa com a fertilização. Quando a formação de mórula ocorre nos processos de desenvolvimento embrionário, as células são consideradas totipotentes, indicando que são capazes de formar um organismo inteiro.

Com o passar do tempo, a mórula se torna uma blástula e as células agora são chamadas de pluripotentes, porque podem formar os tecidos do corpo. Eles não podem formar o organismo inteiro porque não são capazes de dar origem a tecidos extraembrionários.

Histologicamente, os tecidos fundamentais de um organismo são epiteliais, conectivos, musculares e nervosos.

À medida que mais progresso é feito, as células são multipotentes, porque diferem nas células maduras e funcionais.

Nos animais – especificamente nos metazoários – existe um caminho comum de desenvolvimento genético que unifica a ontogenia do grupo, graças a uma série de genes que definem o padrão específico das estruturas corporais, controlando a identidade dos segmentos no eixo anteroposterior. do animal

Esses genes codificam proteínas específicas que compartilham uma sequência de aminoácidos de ligação ao DNA (homeobox no gene, homodomain na proteína).

Genes on e off

O DNA pode ser modificado por agentes químicos ou por mecanismos celulares que afetam – induzem ou reprimem – a expressão gênica.

Existem dois tipos de cromatina, classificados de acordo com sua expressão ou não: eucromatina e heterocromatina. O primeiro é organizado de maneira relaxada e seus genes são expressos, o segundo possui uma organização compacta e impede o acesso ao mecanismo de transcrição.

Foi proposto que, nos processos de diferenciação celular, os genes que não são necessários para essa linhagem específica sejam silenciados na forma de domínios consistindo em heterocromatina.

Mecanismos que produzem diferentes tipos de células

Nos organismos multicelulares, existem vários mecanismos que produzem diferentes tipos de células nos processos de desenvolvimento, como a segregação de fatores citoplasmáticos e a comunicação celular.

A segregação de fatores citoplasmáticos envolve a separação desigual de elementos como proteínas ou RNAs mensageiros nos processos de divisão celular.

Por outro lado, a comunicação celular entre células vizinhas pode estimular a diferenciação de vários tipos de células.

Tal processo ocorre na formação de vesículas oftálmicas quando encontram o ectoderma da região cefálica e causam o espessamento que forma as placas cristalinas. Estes se dobram para a região interna e formam a lente.

Modelo de diferenciação celular: tecido muscular

Um dos modelos mais bem descritos na literatura é o desenvolvimento de tecido muscular. Este tecido é complexo e é composto por células com múltiplos núcleos cuja função é a contração.

As células mesenquimais dão origem a células miogênicas, que, por sua vez, dão origem a tecido muscular esquelético maduro.

Para que esse processo de diferenciação comece, certos fatores de diferenciação devem estar presentes que impeçam a fase S do ciclo celular e atuem como estimulantes genéticos que causam a alteração.

Quando essas células recebem o sinal, iniciam a transformação em mioblastos que não podem sofrer processos de divisão celular. Os mioblastos expressam genes relacionados à contração muscular, como os agentes codificadores das proteínas actina e miosina.

Os mioblastos podem se fundir e formar um miotubo com mais de um núcleo. Nesta fase, ocorre a produção de outras proteínas relacionadas à contração, como a troponina e a tropomiosina.

Quando os núcleos se movem em direção à porção periférica dessas estruturas, eles são considerados uma fibra muscular.

Conforme descrito, essas células possuem proteínas relacionadas à contração muscular, mas não possuem outras proteínas, como queratina ou hemoglobina.

Genes mestres

A expressão diferencial nos genes está sob o controle de “genes principais”. Estes são encontrados no núcleo e ativam a transcrição de outros genes. Como o nome indica, eles são os principais fatores responsáveis ​​pelo controle de outros genes, direcionando suas funções.

No caso da diferenciação muscular, os genes específicos são aqueles que codificam para cada uma das proteínas envolvidas na contração muscular, e os genes principais são MyoD e Myf5.

Quando faltam genes mestres reguladores, os genes subalternos não são expressos. Por outro lado, quando o gene principal está presente, a expressão dos genes alvo é forçada.

Existem genes mestres que direcionam a diferenciação de neurônios, epiteliais, cardíacos, entre outros.

Diferenciação celular em plantas

Como nos animais, o desenvolvimento das plantas começa com a formação de um zigoto dentro da semente. Quando a primeira divisão celular ocorre, duas células diferentes se originam.

Uma das características do desenvolvimento da planta é o crescimento contínuo do organismo, graças à presença contínua de células com caráter embrionário. Essas regiões são conhecidas como meristemas e são órgãos de crescimento perpétuo.

As vias de diferenciação dão origem aos três sistemas de tecidos presentes nas plantas: o protoderma que inclui tecidos dérmicos, meristemas fundamentais e a mudança.

O projeto é responsável pela originação de tecido vascular na planta, formado pelo xilema (transportador de água e sais dissolvidos) e pelo floema (transportador de açúcares e outras moléculas, como aminoácidos).

Meristems

Os meristemas estão localizados nas pontas dos caules e raízes. Assim, essas células se diferenciam e dão origem às diferentes estruturas que formam os vegetais (folhas, flores, entre outras).

A diferenciação celular das estruturas da flora ocorre em um determinado momento de desenvolvimento e o meristema se torna “inflorescência” que, por sua vez, forma os meristemas florais. Daqui surgem as peças florais compostas por sépalas, pétalas, estames e carpelos.

Essas células são caracterizadas por terem um tamanho pequeno, formato cuboidal, uma parede celular fina, porém flexível e um citoplasma com alta densidade e numerosos ribossomos.

Papel das auxinas

Os fitohormônios têm um papel nos fenômenos de diferenciação celular, principalmente as auxinas.

Esse hormônio influencia a diferenciação do tecido vascular no caule. Experimentos demonstraram que a aplicação de auxinas em uma ferida leva à formação de tecido vascular.

Da mesma forma, as auxinas estão relacionadas à estimulação do desenvolvimento das células do câmbio vascular.

Diferenças entre animais e plantas

O processo de diferenciação e desenvolvimento celular em plantas e animais não ocorre de forma idêntica.

Nos animais, os movimentos das células e dos tecidos devem ocorrer para que os organismos adquiram uma conformação tridimensional que os caracteriza. Além disso, a diversidade celular é muito maior nos animais.

Por outro lado, as plantas não têm períodos de crescimento apenas nos estágios iniciais da vida do indivíduo; Eles podem aumentar seu tamanho ao longo da vida útil do vegetal.

Referências

1. Campbell, NA e Reece, JB (2007). Biologia . Pan-American Medical Ed.
2. Cediel, JF, Cárdenas, MH, & García, A. (2009). Manual de histologia: tecidos fundamentais . Universidade de Rosário.
3. Hall, JE (2015). Guyton e Hall livro de fisiologia médica e-Book . Elsevier Ciências da Saúde.
4. Palomero, G. (2000). aulas de embriologia . Universidade de Oviedo
5. Wolpert, L. (2009). desenvolvimento precoce . Pan-American Medical Ed.

Quais tipos de fatores podem atuar na diferenciação celular?

Quais são as diferenciação celular?

Quais fatores intrínsecos e extrínsecos relacionados a diferenciação celular e com agem?

Qual a relação ao processo de diferenciação celular?