notas de corte sisu

Diferenciação celular

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de diferenciação celular

A diferenciação celular, ou simplesmente a diferenciação celular, é o processo pelo qual uma célula sofre alterações na expressão gênica para se tornar um tipo mais específico de célula. O processo de diferenciação celular permite que organismos multi-celulares criem tipos de células e planos corporais funcionais exclusivos. O processo de diferenciação celular é impulsionado pela genética e sua interação com o meio ambiente.

Todos os organismos começam a partir de uma única célula. Esta célula única carrega a codificação de DNA para todas as proteínas que o organismo adulto usará. No entanto, se essa célula expressasse todas essas proteínas ao mesmo tempo, não seria funcional. Essa célula deve se dividir repetidamente e as células devem iniciar o processo de diferenciação celular à medida que se dividem. As linhas celulares começam a emergir e as células ficam cada vez mais específicas. Eventualmente, um organismo inteiro é formado com centenas de diferentes tipos de células a partir desse processo de diferenciação celular.

A massa original de células, que não sofreram diferenciação, são conhecidas como células -tronco. Ao contrário da divisão celular normal, que cria duas células filhas idênticas, a divisão de células -tronco é a divisão celular assimétrica. Nesse caso, uma das células permanece idêntica à célula -tronco pai. Na outra célula, os gatilhos químicos ativam o processo de diferenciação celular e a célula começará a expressar o DNA de um tipo de célula específico. As células -tronco que podem se diferenciar em organismos inteiros são conhecidas como células -tronco embrionárias e dizem ser totipotentes.

Por outro lado, o corpo também possui muitas células que são apenas pluripotentes. Essas células já passaram por alguma diferenciação celular. Essas células -tronco só podem se dividir em uma faixa estreita de tipos de células. A medula óssea, por exemplo, contém células -tronco somáticas que só podem se tornar glóbulos vermelhos. Essas células são necessárias para o reabastecimento constante de células sanguíneas, que são principalmente inativas, além de sua capacidade de transporte de oxigênio.

Exemplos de diferenciação celular

Em animais

Após o processo de fertilização em animais, é formado um organismo único chamado zigoto. O zigoto é totipotente e acabará se tornando um organismo inteiro. Até o maior animal do mundo, a baleia azul, começa como uma única célula. Os complexos tecidos e sistemas orgânicos, que são completamente diferentes em sua forma e função, todos vêm do zigoto. O processo de diferenciação celular começa cedo no organismo. Quando a gastrula se formou, as células já começaram a expressar várias partes do DNA.

Essas alterações acionam os primeiros processos de dobramento dentro do embrião. À medida que os tecidos continuam a se formar, algumas células começam a liberar hormônios, ou gatilhos químicos que sinalizam várias células para reagir. Os sinais hormonais direcionam a expressão do DNA em várias partes do corpo, o que impulsiona ainda mais sua diferenciação celular. Nos seres humanos, leva apenas um pouco mais de um mês para que um coração rudimentar e um sistema circulatório seja formado.

À medida que os sistemas continuam a se formar, muitas das células -tronco perdem sua totipotência, passando por diferenciação celular. Isso permite uma produção mais rápida de células especializadas, que o crescente organismo precisa sustentar seu crescimento e entrar no mundo com sucesso. Através da diferenciação celular, os tecidos tão diferentes quanto o tecido cerebral e o músculo são formados a partir da mesma célula única.

Em plantas

Embora o ciclo de vida da planta às vezes pareça estranho e complexo, o processo de diferenciação celular é muito semelhante. Embora existam diferentes hormônios envolvidos, todas as plantas também se desenvolvem a partir de uma única célula. Uma semente é simplesmente um alojamento protetor para o zigoto, que também fornece um suprimento de alimentos. É muito semelhante a um ovo no mundo animal. O zigoto interno sofre divisão celular e se torna um pequeno embrião. O desenvolvimento é interrompido, pois a semente é distribuída no mundo.

Após o inverno, ou sempre que o ambiente é privilegiado, a semente absorve a umidade e reinicia o processo de desenvolvimento. O embrião começará a formar dois meristemas. Um meristema é uma porção única de células -tronco, que passam por diferenciação celular à medida que crescem para fora. Um crescerá em direção à superfície, enquanto o outro se tornará as raízes.

Nas raízes, uma camada de células se forma ao redor do meristema, formando a tampa da raiz. Essa camada de células se afasta à medida que as raízes se movem pelo solo e são consistentemente substituídas pelo meristema. No interior do meristema, a diferenciação celular acontece em uma direção diferente. Os hormônios e o ambiente aqui direcionam as células a se tornarem tecidos vasculares e células de suporte. Isso acabará por transportar água e nutrientes para o topo da planta.

Na superfície, o meristema age de maneira semelhante. À medida que se divide, cria células internas e externas. As células internas sofrem uma diferenciação semelhante à das raízes, criando mais tecido vascular. Do lado de fora, as células sofrem diferenciação celular em hastes e folhas. Estes são equivalentes aos diferentes órgãos dos animais e são tão diferentes das células iniciais quanto as células animais. Se você não estiver convencido, pegue uma bolota e compare -a com a árvore maciça, ela se tornará. Não é apenas muito menor, mas também contém tipos de células completamente diferentes. Isso pode ser contabilizado através do processo de diferenciação celular.

Processo de diferenciação celular

Uma das chaves do processo de diferenciação celular são os fatores de transcrição. Esses hormônios e produtos químicos direcionam as atividades em torno do DNA, determinando o que é transcrito e o que é ignorado. Os fatores presentes nas células do nascimento à morte são determinados pelo corpo e outras células nas proximidades.

Por exemplo, o pâncreas ou a tireóide podem liberar um hormônio que exige crescimento celular. Esse fator de transcrição afeta diretamente as proteínas que transcrevem o DNA, transformando -o eventualmente em proteínas funcionais e mais células. No entanto, quando as células começam a se espremer, elas também sinalizam um para o outro que não há mais espaço. Assim, o processo de diferenciação celular tem uma infinidade de entradas e possíveis resultados.

Este processo complexo ainda está sendo estudado. O cientista fez avanços consideráveis na compreensão da diferenciação celular, começando com o entendimento completo do nematóide C. elegans. Esta pequena criatura semelhante a um verme tem um total de 959 células como uma fêmea adulta. Com um número tão pequeno, eles são relativamente fáceis de rastrear do zigoto para o adulto. Rastreando sua linhagem celular, os cientistas começaram a determinar algumas das forças complexas e epigenéticas que trabalham na diferenciação celular. Em outras palavras, importa não apenas o que o DNA uma célula tem, mas onde e como esse DNA é expresso.

Questionário

1. Por que a diferenciação celular é um processo importante? R. Permite formas de vida multicelular B. Cria novas espécies C. Podemos fazer sem ele

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. Sem o processo de diferenciação celular, os organismos multicelulares não seriam possíveis. Algumas algas vivem em colônias, mas isso não está nem perto do nível de complexidade desenvolvido por insetos ou vertebrados. A diferenciação celular permite a criação de tecidos e órgãos, que podem servir funções específicas e úteis para um organismo.

2. Qual é a diferença entre diferenciação e desenvolvimento celular? A. O desenvolvimento não inclui a diferenciação B. A diferenciação celular faz parte do desenvolvimento C. Não há diferença

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. O desenvolvimento é todo o processo de criação de um novo organismo a partir de uma única célula. Inclui tudo, desde a formação dos tecidos corretos até a criação das conexões neurais para apoiar um novo corpo. A diferenciação celular é simplesmente o processo pelo qual as células começam a expressar apenas certas partes do DNA, tornando -se assim tipos de células especializadas.

3. Se cada célula -tronco se dividir em células mais especializadas, de onde você obtém mais células -tronco? R. Você não B. As células -tronco dividem assimetricamente C. O zigoto as cria

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Quando a maioria das células -tronco se divide, uma delas mantém o caráter original de ser uma célula -tronco. O zigoto se divide sem diferenciação celular 3 vezes, criando 8 células totipotentes idênticas. Essas células continuarão a se dividir assimetricamente e acabarão por dar origem a três tecidos gerais, ectoderma, mesoderma e endoderma. Esses tecidos passarão por mais divisão celular para se tornarem tecidos específicos.

Referências

  • Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologia celular molecular (6ª ed.). Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • McMahon, M.J., Kofranek, A.M., & Rubatzky, V.E. (2011). Ciência vegetal: crescimento, desenvolvimento e utilização de plantas cultivadas (5ª ed.). Boston: Prentince Hall.
  • Instituto Nacional de Saúde. (2018, 11 de março). Basics de células -tronco III. Recuperado de Stemcells.nih.gov: https://stemcells.nih.gov/info/basics/3.htm

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.