Diferenciação celular

Durante o crescimento de um organismo, as células sofrem um processo de diferenciação celular que as torna morfologicamente diferentes, adquirindo funções e estrutura diferentes (tornam-se células diferenciadas) apesar de terem a mesma informação genética.

A diferenciação celular envolve a expressão de determinados genes e a inactivação de outros. Por isso, há um controlo da expressividade dos genes que se pode fazer quer ao nível da transcrição quer ao nível da tradução, e que pode ser influenciado pelos elementos provenientes do ambiente. Um caso é o das metaplasias: mudanças reversíveis num determinado tipo de células que são substituídas por células doutro tipo, por exemplo, nos fumadores as células que revestem as paredes da traqueia e brônquios ficam desprovidas de cílios e com forma especifica para resistir melhor às agressões causadas pelo fumo. Os elementos do ambiente podem então activar a expressividade de determinados genes.

As células iniciais resultantes da divisão do ovo e certas células dos organismos adultos são indiferenciadas, podendo dar origem a células de qualquer um dos tecidos do organismo. Essa capacidade de poderem originar qualquer tipo de célula é conhecida por totipotência.

No ramo da investigação biológica utilizam-se as células totipotentes, estaminais ou células tronco na cultura de tecidos específicos (por exemplo: pele, músculo, nervo, ou órgãos completos que possam ser usados em transplantes). Este processo pode ser muito útil no combate a doenças.

Um outro processo que levanta mais problemas éticos é a utilização das células totipotentes para obter indivíduos geneticamente idênticos sem recurso a reprodução sexuada. Este processo designa-se de clonagem e os organismos originados a partir da célula inicial são clones.

Pode-se concluir que as potencialidades genéticas dos indivíduos superam largamente as características que eles expressam.

Saúde: Investigadores convertem células vivas em células produtoras de insulina

«Saúde: Investigadores convertem células vivas em células produtoras de insulina
Investigadores norte-americanos conseguiram converter células vivas normais em células capazes de produzir insulina, descoberta que pode ajudar a combater a diabetes, segundo um estudo publicado na revista "Nature".

Para este efeito, os investigadores utilizaram três genes de um vírus comum para transformar células exócrinas, que cobrem cerca de 95 por cento do pâncreas, em células beta, em menor número e cuja função é produzir insulina.
As células beta são as primeiras a serem destruídas nos diabéticos de Tipo 1 ou diabetes juvenil.
Na diabetes Tipo 1, o sistema imunitário, através de um processo auto-imune, destrói as células beta do pâncreas que, assim, deixam de produzir insulina.
Com esta técnica, os investigadores conseguiram modificar células vivas, sem necessidade de utilizar células-mãe as quais, até à data, têm sido indispensáveis na técnica de regeneração de tecidos.
O responsável pelo estudo, Douglas Melton, referiu que esta descoberta "abre as portas" para a manipulação de outro tipo de células humanas, como as do fígado ou da pele.
A grande dificuldade da investigação foi identificar os genes que fazem as células beta produzir insulina, já que, ainda que cada célula contenha o código genético completo, apenas certos genes trabalham para a produção de insulina.
(...)
A equipa acredita que este método possa ser mais eficaz nos diabéticos de Tipo 2, cujo organismo não é mesmo capaz de produzir insulina.
No caso da diabetes Tipo 1 ainda é necesario descobrir a forma de evitar que o organismo "ataque" as células beta, já que qualquer célula transformada é destruída pelo sistema imunitário. »
2008-08-28
Para ver artigo completo ir a http://ww1.rtp.pt/noticias/index.php?article=360763&visual=26&tema=2

Regulação do ciclo celular e estabilidade genética

Regulação do ciclo celular

O ciclo celular anteriormente estudado obedece a rigorosos mecanismos de controlo que actuam fundamentalmente em três pontos: no final da G1, no final da G2 e durante a Mitose.

Na etapa G1, avalia-se se o DNA se encontra danificado ou não, caso não possa ser reparado dá-se a apoptose ou morte celular programada. Durante a apoptose ocorre a fragmentação da célula conduzindo à sua autodestruição.

Noutro caso, a célula pode entrar em G0 não voltando a dividir-se. As células podem permanecer em G0 durante muito tempo até à sua morte (por exemplo: neurónios), mas podem prosseguir o ciclo celular se forem devidamente estimuladas.

No final da G2 avalia-se se o DNA se replicou correctamente. Se tiverem ocorrido anomalias na replicação do DNA, se esta não tiver terminado ou se o DNA se apresentar danificado por radiações solares ou raios X, o ciclo é interrompido.

Na mitose, verifica-se a repartição dos cromossomas pelas células-filhas. Se não se estiver a efectuar de forma equitativa o ciclo é interrompido.

Estes sistemas de controlo podem falhar dando origem a cancro ou neoplasias malignas. Numa neoplasia a célula divide-se descontroladamente adquirindo características malignas. As células dos tumores malignos podem invadir os tecidos vizinhos ou espalhar-se por outras partes do corpo, ocorrendo a metastização.

Os sistemas de controlo são influenciados quer pelo meio interno quer pelo meio externo (fumo, poluentes, corantes e outras substâncias químicas). As radiações também podem fazer com que os mecanismo de reparação e de controlo não actuem.

Estabilidade genética

A estabilidade genética só é possível devido à replicação semiconservativa do ADN na fase S da interfase, que origina cromossomas constituídos por dois cromatídios unidos pelo centrómero. Isto permite que na anáfase ocorra a distribuição equitativa de cromossomas e, consequentemente, de ADN, para as células-filhas. Caso não ocorra nenhum erro, isto garantirá que no final na fase mitótica as duas células resultantes possuam o mesmo conjunto de genes e informação genética que a célula-original, garantindo assim a estabilidade genética através de gerações.

Imagens retiradas do site http://forum.netxplica.com/viewtopic.php?t=9298

Nasceu bebé geneticamente seleccionado para salvar irmão

Achei esta notícia particularmente interessante, pois adequa-se perfeitamente na matéria anteriormente dada.



Nasceu bebé geneticamente seleccionado para salvar irmão

Nasceu em Espanha o primeiro bebé geneticamente seleccionado para curar o irmão que sofre de uma anemia muito grave – Beta Talassemia Maior. Javier, assim se chama o recém-nascido, é a última esperança para a cura de Andrés, de 6 anos.

Andrés sofre da mais grave forma de anemia congénita e a sua vida tem estado dependente, até agora, de constantes transfusões de sangue que originam a acumulação de ferro no coração. Uma situação que, na maioria dos casos, leva à morte. Para tratar a Beta Talassemia Maior é necessário realizar um transplante de medula com elevados níveis de compatibilidade. Durante o nascimento do bebé os médicos envolvidos no procedimento recolheram o sangue do cordão umbilical para nas próximas semanas realizar o transplante de medula óssea. As probabilidades de tratamento do jovem Andrés são elevadas.

Onde entra a necessidade de modificação genética? Uma vez que se trata de uma doença hereditária, era necessário ter a certeza que o bebé que ia nascer não sofria do mesmo problema. Depois de aprovado pela Comissão Nacional de Reprodução Assistida espanhola, os médicos utilizaram uma técnica que permite certificar a saúde do embrião antes de o transferir para o útero materno. O método não só permitiu a concepção de um bebé sem a enfermidade como também um dador totalmente compatível com o doente. Trata-se do primeiro caso realizado integralmente em Espanha. Tanto os médicos como os pais estão esperançados que a segunda parte do processo vai correr bem e que Andrés vai superar este momento.

14 de Outubro de 2008, RTP

notícia no site: http://ww1.rtp.pt/noticias/index.php?article=367983&visual=26&tema=2

Saúde - notícia

Saúde: Segredo da longevidade não se encontra nos genes

Uma longevidade excepcional não se explica por uma mutação genética mas por um modo de vida são, segundo investigadores espanhóis que analisaram os genes e a densidade óssea de um homem de 113 anos.
O paciente, que faleceu com 114 anos, vivia na Ilha Menorca, nas Baleares.
Segundo a análise genética efectuada pela equipa de investigação da Universidade Autónoma de Barcelona (....) associado à longevidade, não tinha sofrido no paciente qualquer tipo de mutação, tal como o gene KLOTHO, ligado a um bom nível de densidade óssea.
O esqueleto não estava deformado, a densidade óssea tinha um bom nível e o paciente nunca tinha tido qualquer fractura.
Os investigadores examinaram também o irmão do paciente, com 101 anos, duas das suas irmãs, com 81 e 77 anos e o seu sobrinho, com 85 anos, que também não tinham nenhuma mutação do gene LRP5.
Os investigadores não excluíram que outra mutação genética possa estar na origem da longevidade.

Os cientistas atribuem a excelente saúde desta família, em particular a do mais velho, à sua dieta alimentar mediterrânea, feita à base de tomate, peixe e azeitona, ao clima temperado da ilha e a uma actividade física regular.
Até atingir os 102 anos, o mais idoso da família andava de bicicleta todos os dias e tratava do pomar da família.

(...)

2008-05-08, RTP

ver notícia completa :http://ww1.rtp.pt/noticias/index.php?article=344587&visual=26&tema=2

Ciclo celular

Nos seres vivos, o seu crescimento, regeneração celular, ou reprodução (nos seres unicelulares) ocorrem devido à divisão celular. Este fenómeno tem, então, grande importância na vida de uma célula.

Ao conjunto de transformações que uma célula sofre desde o seu aparecimento até ao momento em que sofre divisão, e origina duas células-filhas geneticamente iguais, denomina-se ciclo celular, que compreende duas etapas fundamentais: a Interfase, e a Fase mitótica.

Interfase

A interfase corresponde ao período compreendido entre o final de uma divisão celular e o início da divisão celular seguinte. Durante esta fase os cromossomas encontram-se distendidos, não sendo visíveis ao microscópico óptico. A generalidade das células passa a maior parte da sua vida em interfase, que se divide em três períodos: G1, período S (de síntese) e G2.

G1 - período que decorre entre o fim da mitose e o ínicio da síntese de DNA. Caracteriza-se pela intensa síntese proteica (produção de proteínas estruturais, enzimas e RNA); formam-se organelos celulares. Consequentemente, dá-se o crescimento da célula.

Fase S - ocorre replicação semiconservativa do DNA. Ao DNA associam-se proteínas, passando cada cromossoma a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. Nas células animais, fora do núcleo, duplicam-se ainda os centríolos originando dois pares.

G2 - decorre entre final da síntese de DNA e início da mitose. Ocorre novamente a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular (ex. proteínas), provocando o crescimento celular.

No final da interfase, a célula atingiu o seu volume máximo e produziu todos os componentes necessários para entrar em divisão celular. Algumas células, como neurónios e células das fibras musculares, deixam de se dividir devido ao seu grau de diferenciação.

Fase mitótica (células eucarióticas)

Nesta fase ocorre a divisão da célula em duas células-filhas, que irão possuir o mesmo número de cromossomas da célula que as originou. Podem-se considerar duas etapas: mitose ou cariocinese (divisão nuclear) e citocinese (divisão física do citoplasma).

Na mitose podem-se distinguir 4 fases : profase, metafase, anafase e telofase.

Profase - os cromossomas condensam-se tornando-se mais grossos, curtos e visíveis ao microscópio óptico; cada cromossoma é constituído por dois cromatídios unidos pelo centrómero; na célula animal, os dois pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos, formando-se o fuso acromático ou mitótico, constituído por fibrilas de microtúbulos proteicos; nas células vegetais, é o citoesqueleto que organiza o fuso acromático; quando os centríolos atingem os pólos, o invólucro nuclear desorganiza-se e os nucléolos desaparecem.

Metafase - Os cromossomas atingem o máximo de condensação (máximo encurtamento), ligando-se pelo centrómero a algumas fibrilas do fuso acromático; os cromossomas alinham-se na zona equatorial do fuso acromático com os respectivos centrómeros alinhados, formando a placa equatorial; os cromossomas estão prontos para se dividirem.

Anafase - Os dois cromatídios do mesmo cromossoma separam-se pela cisão (clivagem ou divisão) do centrómero, formando-se dois cromossomas independentes; as fibrilas ligadas aos cromossomas encurtam e os dois cromossomas-irmãos iniciam a sua ascensão para os pólos (ascensão polar). No final desta etapa, os dois pólos da célula têm conjuntos equivalentes de cromossomas e, consequentemente, de DNA.

Telofase - Ocorre a reorganização celular: o invólucro nuclear organiza-se em volta dos cromossomas de cada pólo e os nucléolos reaparecem; o fuso acromático dissolve-se e os cromossomas descondensam-se, tornando-se longos e finos (invisíveis ao microscópio óptico). No final desta fase a célula possui dois núcleos, continuando a divisão do seu citoplasma para original duas células-filhas.

Este vídeo é uma pequena animação de como ocorre a mitose numa célula animal

Citocinese: inicia-se na anafase ou telofase, e diz respeito à individualização das células-filhas.

Nas células animais, a citocinese ocorre por estrangulamento do citoplasma: a membrana citoplasmática começa a deslocar-se para o interior do citoplasma devido à acção de um anel de filamentos proteicos (anel contráctil) que puxa a membrana para o interior, formando um sulco de clivagem. Este deslocamento continua até as membranas se unirem e originarem duas células distintas.

Nas células vegetais, a parede celular rígida não permite a divisão por estrangulamento. Neste caso, as vesículas derivadas do complexo de Golgi alinham-se na região equatorial da célula e fundem-se formando uma placa -fragmoplasto- em torno da qual se deposita, posteriormente a celulose originando-se assim as paredes celulares das células-filhas.

No final deste processo, uma célula deu origem a duas células-filhas que possuem cópias iguais do seu material genético e o mesmo número de cromossomas.

Estrutura dos cromossomas das células eucarióticas

Os cromossomas encontram-se no núcleo da célula, e são moléculas de DNA associadas a proteínas designadas histonas. As proteínas representam mais de 50% da totalidade do cromossoma, e são responsáveis pela forma física do cromossoma, regulando também a actividade do DNA que transporta a informação genética.

Cada porção de DNA associado às histonas constitui um filamento de cromatina. Estes filamentos encontram-se, quase sempre, dispersos no núcleo da célula.

Em alguns períodos da vida celular, cada cromossoma é formado por uma única molécula de DNA associada a proteínas, ou seja, um cromatídio. Noutros períodos, o DNA duplica e o cromossoma fica constituído por 2 cromatídios, ligados pelo centrómero.

Quando a célula se encontra em divisão, os cromossomas sofrem espiralização (condensação), originando filamentos curtos e espessos observáveis ao microscópio óptico. Na condensação o DNA enrola-se em torno das histonas formando nucleossomas, conduzindo à formação de cromossomas no seu estado mais condensado constituídos por 2 cromatídios.

Quando, pelo contrário, o cromossoma se apresenta distendido, é fino e de difícil visualização ao microscópio óptico.