Qual a finalidade dos processos de diferenciação celular e quais fatores podem interferir neste processo?

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Unidade 5 -  Crescimento e regeneração dos tecidos / diferenciação celular

http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio11/ciclo.celular/11.BIO.crescimento.regeneracao.tecidos.htm

A regeneração celular é um processo extremamente importante para a manutenção física e funcional dos seres vivos. A regeneração permite substituir partes que se gastam, que se perdem ou que ficam danificadas.

A regeneração celular pode ser uma regeneração fisiológica - para partes do corpo que se gastam continuamente ou que são constantemente substituídas (pele e o pelo); e uma regeneração por substituição, caso de perda de partes do corpo, por acidentes (plantas e organismos pouco complexos, ex: cauda da lagartixa, estrela do mar quando perde um dos braços...)Esta capacidade de regeneração por substituição, é já há muito tempo, utlizada pelo homem na agricultura, no caso de algumas plantas a partir de uma pequena parte do corpo do vegetal, pode-se regenerar todo o organismo: o uso das podas e enxertos nas árvores de fruto.

A  mitose assegura que a partir de uma célula sejam formadas duas células geneticamente iguais entre si e à célula-mãe. As células-filhas podem sofrer divisão e originar outras células idênticas e o ciclo celular pode-se repetir inúmeras vezes a partir de uma célula progenitora. É fácil de perceber que a mitose é um processo importantíssimo na multiplicação, crescimento, renovação e até na reprodução dos seres unicelulares.

Mas, se um ser pluricelular, é formado por células diferenciadas (células do músculo cardíaco são diferentes do tecido nervoso, por exemplo), e originado por uma única célula ancestral (ovo ou zigoto), é necessário que numa parte da vida da célula ela se diferencie, dependendo da função que irá ter no metabolismo do organismo. Tem de ocorrer, então a DIFERENCIAÇÃO.

O ovo é a primeira célula do ser vivo pluricelular que irá por sucessivas mitoses e citocineses originar células -filhas que por sua vez poderão originar células diferenciadas. As células filhas do ovo, são muito semelhantes à célula inicial e só à medida que se repetem novos ciclos celulares, as células iniciam o processo de DIFERENCIAÇÃO até se tornarem células especializadas (cada célula desempenha uma determinada função de acordo com as características que apresenta.

Ao ovo dá-se o nome de CÉLULA TOTIPOTENTE, POIS PODE ORIGINAR TODAS AS CÉLULAS.

fonte: Manual - Biologia 11ºano, Areal Editora

PORQUE É QUE OCORRE A DIFERENCIAÇÃO?

No DNA da célula, que é igual ao DNA do ovo ou zigoto, alguns genes são ativados e outros são bloqueados, dependendo da função que a célula irá executar. Por exemplo: uma célula que irá constitui uma célula do tecido muscular, começa a desenvolver uma série de proteínas contrateis ou se for uma célula nervosa, começará a desenvolver uma série de neurotransmissores. 

Mas a célula diferenciada tem DNA diferente de outra célula com função diferente?

As células têm exatamente o mesmo DNA, no entanto só cerca de 5 a 10%, num determinado momento, do seu DNA ativo, no entanto a célula, em determinadas circunstâncias pode perder a sua especialização, transformando-se numa célula indiferenciada, Totipotentes, uma vez que conservaram toda a informação genética do núcleo inicial. Estas células podem originar um ser completo (o que está por detrás da clonagem).

No ser humano, calcula-se que existam cerca de 200 tipos de células diferentes.

 As alterações de célula para célula vai depender da forma como o DNA se expressa, ou seja, para uma célula há um determinado número de genes ativos, para outra há outros genes ativos.

REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO DOS GENES

No DNA da célula existem genes que controlam os outros genes necessários à especificidade dessa célula. É um mecanismo de regulação, ainda a ser investigado.

Nas células procarióticas  o mecanismo de controle da expressão génica faz-se, sobretudo, ao nível da transcrição, nas células eucarióticas, o controle da expressão de um determinado gene pode ocorrer em qualquer etapa da produção das proteínas: - transcrição dos genes (1); processamento do mRNA (2); Tradução e pós -tradução (3).

http://bio12-ciencia.blogspot.pt/2011/01/regulacao-genica-nos-eucariontes.html

1- Transcrição dos genes - As células diferenciadas contém proteínas específicas que determinam quais os genes a serem expressos, chamadas de fatores de transcrição e as células transcrevem apenas alguns dos genes.

2- Processamento do mRNA - durante este processamento o mRNA imaturo contém exões e intrões, e ao passar para o mRNA maturo, os intrões são retirados e os exões são ligados entre si (um mesmo mRNA imaturo, pode originar diferentes mRNA maturo.

3- Tradução- na Tradução o tempo de duração do mRNA é uma forma de controlar a produção de proteínas e a utilização de inibidores também.

Pós -tradução - após a tradução ainda pode haver controle na expressão dos genes procedendo-se à remoção de partes da proteína, retirando polipeptídeos e transformando-a numa proteína ativa, exemplo do que acontece com a insulina que só quando é removida uma parte da sua cadeia polipeptídica é que ela se torna ativa e funcionará como uma hormona.

Agentes ambientais que afetam a expressão dos genes

O controlo da expressão dos genes é também influenciado por elementos do ambiente que ativam a expressividade de alguns genes em detrimentos de outros, alterando o tipo de célula e a sua função.

Ex: com a ingestão de alguns medicamentos (substâncias químicas externas ao ser), a grávida pode colocar em risco o feto, conduzindo a malformações ou até mesmo à morte do feto.

As radiações ultravioletas e as radiações ionizantes, quando ultrapassam um determinado valor, podem ser nocivas, as mitoses dos órgãos em constante renovação (pele, por exemplo), são inibidas e estas radiações podem originar mutações.

Os vírus ao introduzir o seu material genético nas células do hospedeiro, alteram os genes da célula para genes do vírus, por exemplo o HIV.

Nem todas as células são células especializadas, um número reduzido de células pode apresentar um grau de diferenciação menor que as restantes células especializadas. Chamam-se a estas células, células ESTAMINAIS. A partir destas células, com a mitose, as células-filhas sofrem diferenciação e garantem a renovação das células envelhecidas e lesões. Estas células, também designadas de células basais, têm grande capacidade de divisão e localizam-se, de um modo geral, em todos os tecidos que cujas células têm de ser substituídas frequentemente (pele, intestino, medula óssea...).

Uma célula estaminal que se localize por exemplo na medula óssea, poderá originar células sanguíneas, mas não originará uma célula epitelial, assim como as células estaminais do epitélio não originarão células sanguíneas. Nas células vegetais, as células equivalentes são as células dos tecidos chamados de meristemas.

A ideia de criar tecidos e órgãos especializados a partir de uma única célula somática (qualquer célula do ser vivo com exceção das células sexuais), tem sido um dos grandes desafios da Biologia (Clonagem).

Há duas formas de proceder à clonagem de tecidos (já que em termos éticos a formação de um indivíduo está fora de questão, embora já se tenham realizados experiências neste campo, como é o caso da ovelha Dolly); uma das formas utiliza células dos embriões, chamadas de células estaminais embrionárias ou células-tronco embrionárias (forma que levanta alguns problemas éticos, estamos a falar de embriões); e a outra forma, utiliza as células estaminais de indivíduos adultos ou nas células do cordão umbilical.

http://disciplinex.wordpress.com/2008/11/15/diferenciacao-celular/

Quais os fatores que interferem na diferenciação celular?

Qual a função do processo de diferenciação celular?

Quais os fatores físicos que podem influenciar na função das células?