Diferenciação Celular
Fonte:
Biologia molecular
da celular. Bruce et al. 5 Edição. Este resumo não substitui a leitura completa
do livro.
Uma visão geral
O
ciclo reprodutivo sexuado envolve uma
alternância de estados diplóides e haplóides: as células diplóides dividem-se
por meiose para formar células haplóides, e as células haplóides de dois
indivíduos se fundem em pares para formar novos zigotos
diplóides. No processo, os genomas são
misturados e recombinados para produzir indivíduos com novas combinações
genéticas.
Nos
eucariotos superiores, as células diplóides proliferam
por mitose, e somente uma pequena proporção delas (aquelas da linhagem germinativa PGA) comprometem-se
a desenvolver em células haplóides; as células haplóides se diferenciam como gametas, os quais são
especializados para a reprodução sexuada, ou fecundação
A
fecundação em mamíferos inicia normalmente quando um espermatozoide, que tenha
sofrido capacitação no trato reprodutor feminino, liga-se à zona pelúcida que
envolve um oócito no oviduto. Esta ligação induz o espermatozóide a sofrer uma
reação de acrossomo, liberando o conteúdo da vesícula acrossômica, que se
imagina ser capaz de ajudar o espermatozóide a abrir (por digestão enzimática)
seu caminho através da zona. Este penetra no ovocito e condiciona que os dois
pró-núcleos haplóides se aproximam e alinham seus cromossomos em um fuso mitótico único, que intermedeia a primeira divisão mitótica do zigoto.
Assim
o óvulo é fertilizado, dando início ao
desenvolvimento embrionário. Esta célula divide-se repetidamente para produzir
muitas células diferentes em um padrão final de complexidade e precisão
espetaculares. Em última análise, o genoma determina o padrão. O genoma
normalmente é idêntico em todas as células; as células diferem não porque
contenham informações genéticas diferentes, mas porque expressam
conjuntos diferentes de genes. Esta expressão genética seletiva
controla os quatro processos essenciais de construção do embrião:
(1) proliferação celular, produção de muitas células a
partir de uma,
(2) especialização celular, criação de células com
diferentes características em diferentes posições,
(3) interações celulares, coordenação do comportamento
de uma célula com o de suas vizinhas,
(4) movimentos celulares, rearranjo das células para
formar tecidos e órgãos estruturados
Este processo
pode ser resumindo através das passagens celulares de
célula-ovo para totipotentes,
indiferenciadas e diferenciadas. A complexidade destas passagens depende
de uma característica extraordinária do sistema de controle genético. As
células possuem uma memória: os genes que uma célula expressa a maneira como
ela se comporta; dependem do seu passado e
do seu ambiente presente. As células do
corpo – as células musculares, os neurônios, as células da pele, as células do
intestino, e assim por diante – mantêm as suas características especializadas
não porque elas recebem continuamente as mesmas instruções do seu meio, mas porque elas retêm um registro dos sinais que as
suas ancestrais receberam em um desenvolvimento embrionário inicial.
A formação de cada tecido está relacionado com
o desenvolvimento embrionário que
corresponde a um esquema anatômico básico de desenvolvimento. A célula-ovo –se
divide, ou se cliva, para formar muitas células menores. Estas se aderem para
criar uma camada epitelial voltada para o meio externo. Uma grande parte dessa
camada permanece externa, constituindo a ectoderme– o precursor da epiderme e do
sistema nervoso. Uma parte da camada dobra-se em direção ao interior para
formar a endoderme–
o precursor do intestino e de seus órgãos acessórios, como os pulmões e o
fígado. Outro grupo de células move-se para o espaço entre a ectoderme e a
endoderme e forma a mesoderme– o precursor dos músculos, dos
tecidos conectivos e de vários outros componentes. transformação chamada de
gastrulação.
A gastrulação
potencializa a diferenciação celular, antes; mórula, bástula há prolifelação
sem diferenciação.
Acredita-se
que a reprodução sexuada seja vantajosa tanto por produzir indivíduos com
combinações genéticas novas, alguns dos quais podem sobreviver e procriar em um
ambiente variável imprevisível, como por propiciar uma maneira eficiente de
eliminar mutações prejudiciais de uma população.
A diferenciação celular
Conjunto
de processo que transformam uma célula embrionária
indiferenciada em um célula especializada ou o resultado da atuação de uma série de controles de expressão, que tendem a especializar a fisiologia e também a morfologia de uma célula, capacitando-a eficazmente para uma determinada função em detrimento
de muitas outras.
Todavia,
o desenvolvimento de um organismo multicelular não se restringe à diferenciação
celular, sendo também de grande importância o número de
divisões celulares, os movimentos celulares
muito bem coordenados que levam células para locais diferentes; e a disposição dos tecidos que se vão formando para
constituir os órgãos, fatores que controlam a
diferenciação intrínsecos e extrínsecos. intrínsecos se encontram nas
próprias células em diferenciação, ao passo que os extrínsecos resultam de sinais provenientes de outras células, da matriz extracelular
do organismo em diferenciação, ou de agentes
provenientes do meio ambiente. cada célula é dotada de duas
características: a diferenciação e a potencialidade.
Essas células possuem 100% de potencialidade e seu grau de diferenciação é
zero. O óvulo e os blastômeros dessas espécies são células totipotentes.
A diferenciação tem início na embriogênese ( gastrulação) por efeito
da morfogênese. A diferenciação
celular corresponde ao grau de especialização, a potencialização, capacidade da
célula da origem a outros tipos de celula, a célula tronco tem alto grau de
potencialização e diferenciação.
A diferenciação celular também é um processo
importante durante o desenvolvimento embrionário. Por exemplo, precursores da
célula muscular se alongam, sintetizam proteínas fibrilares contráteis e dão
origem a uma célula adaptada para a conversão eficiente de energia química em
trabalho mecânico. Durante a diferenciação as modificações
morfológicas são precedidas pela síntese de grande
quantidade de certas proteínas. Um exemplo é a síntese das proteínas
contráteis actina e miosina, pelos precursores da célula muscular. A
diferenciação celular é o processo em
que as células de um organismo sofrem transformações em sua forma, função e
composição, tornando-se tipos celulares especializados.
A
diferenciação surgiu nos organismos multicelulares pela necessidade de divisão
de trabalho, define células especializadas, aumentando a eficiência do conjunto
celular. Nele observa uma grande sequência de
modificações bioquímicas, morfológicas e funcionais que transformam uma célula
primitiva diferenciada, que executa apenas as funções celulares básicas,
essenciais para a sobrevivência da própria célula, em uma célula capaz de
realizar algumas funções com grande eficiência. populações de células distintas, formando
estruturas, órgãos e sistemas que interagem entre si e desempenham as diversas
funções necessárias à sua sobrevivência.
Após
a fecundação, a partir de uma única célula, um novo indivíduo é formado. Das
primeiras divisões celulares, com a formação do embrião, o organismo passa por
vários processos em seu desenvolvimento; dentre eles, a
diferenciação celular, que está presente todo o tempo de sua vida.
Qualquer
uma delas tem o potencial, se colocada em útero, de formar um ser completo.
Quando o embrião tem cerca de 100 células (o blastocisto- aproximadamente cinco
dias após a fecundação) ocorre à primeira diferenciação: as células que ficam
na parte externa se diferenciam e tornam-se responsáveis pela formação dos
anexos embrionários, enquanto a massa interna é constituída de células-tronco pluripotentes. Elas têm o potencial de
formar todos os tecidos, mas não mais um ser completo.
Torna
todas as células inter-dependentes, ocorre depois ou simultaneamente à
determinação celular. É um processo reversível. O
controle da diferenciação celular, tanto pode ser, extrínseco ( estímulos
extra-celulares orgânicos, estimulos ambientais), como intrínseco ( dirigido por
programação celular, depende das substâncias citoplasmática). O controle do
crescimento de proliferação está intimidamente relacionado com a diferenciação.
A capacidade de divisão celular é inversamente
proporcional ao seu grau de diferenciação. Este depende de sinais extra
e intracelular; proteínas reguladoras CDK-ciclinas, hormônios, fatores de
crescimento. Para que a diferenciação celular leve a Morfogênese de órgãos
normais, é necessário que ocorra proliferação e,também, morte programada de células já desnecessárias. Isso também é necessário no
organismo adulto, para manutenção funcional.
A conversação gênica
A diferenciação resulta de uma série de expressões gênicas
controladas. A conservação geral
dos genes e dos mecanismos significa que, ao estudar o desenvolvimento de um
animal, muito frequentemente são encontrados indícios gerais do desenvolvimento
de vários outros tipos de animais.
Alguns
estudos levaram a entender como organismos diferentes com mesmas classes de genes
homologos podem apresentar estrutura diferentes. As sequências codificantes de
proteínas são indubitavelmente semelhantes, mas as
sequências correspondentes de DNA regulador mostram-se muito diferentes.
Este é o resultado esperado se diferentes planos de corpo são produzidos
principalmente pela alteração do programa incorporado no DNA regulador, embora
retendo a maior parte do mesmo conjunto de proteínas.
A genética do
desenvolvimento inicia-se com o isolamento de animais mutantes cujo
desenvolvimento é anormal possibilitando estudar determinado gene ligado a uma
característica.
Determinação do destino celular
Com
o auxílio de
marcadores fluorescentes e outras técnicas de marcação celular,
pode-se descobrir qual será o destino de determinada célula em um embrião, caso
seja permitido a ele desenvolver-se normalmente. A célula pode ter como destino
morrer, tornar-se um neurônio, ser parte de um órgão. Conhecer
o destino celular, nesse sentido, entretanto, é saber quase nada a
respeito da característica intrínseca da célula. Em um extremo, a célula que é
destinada a tornar-se, digamos, um neurônio pode já estar especializada de uma
maneira que garanta que ela se tornará um neurônio, não impor tando o quanto o
seu ambiente seja alterado; tal célula é considerada como determinada para o seu destino.
No extremo oposto, a célula pode ser bioquimicamente idêntica a outras células
fadadas a outros destinos, sendo a sua posição acidental a única diferença
entre elas, o que expõe as células a influências futuras distintas.O estado de
determinação de uma célula pode ser testado transplantando-a para ambientes
alterados
Uma das
conclusões-chave da embriologia experimental tem sido que, graças à memória celular, uma célula pode tornar-se determinada
muito antes de mostrar algum sinal externo óbvio de diferenciação.Entre os
extremos de total determinação e completa indeterminação celular, há um amplo
espectro de possibilidades. Uma célula pode, por exemplo, já estar levemente
especializada para o seu destino normal, com uma forte tendência para
desenvolver-se naquela direção, mas ainda capaz de alterar-se e ter um destino
diferente, se colocada em um ambiente
suficientemente coercivo. (Alguns biólogos do desenvolvimento
descreveriam esta célula como especificada ou
comprometida, mas ainda não determinada.) Ou
a célula pode estar determinada, digamos, como uma célula cerebral, mas ainda
não determinada quanto a ser um componente neuronal ou glial do cérebro. E,
frequentemente, parece que células adjacentes do mesmo tipo interagem e
dependem de suporte mútuo para manter suas características especializadas, de
maneira que elas irão comportar-se como determinadas se mantidas juntas em um
agrupamento, mas não determinadas se colocadas sozinhas e isoladas de suas
companhias usuais.
As células apresentam
um valor posicional que determina sua
posição em um local antes da sua diferenciação ativando e mantendo a expressão
de genes marcadores de posição ou região. Um exemplo é o desenvolvimento da perna
e da asa. Ambas, tem a mesma gama de tecidos diferenciados. A diferença entre
os dois membros não reside nos tipos de tecidos, mas na
maneira como estes tecidos estão arranjados no espaço. As células nos
dois membros parecem semelhantes e
uniformemente indiferenciadas em um primeiro momento. Contudo, um simples
experimento mostra que essa aparente semelhança é enganosa. Um pequeno bloco de
tecido indiferenciado na base do broto da perna, da região que normalmente
daria origem à coxa, pode ser cortado e enxertado na ponta do broto da asa.
Surpreendentemente, o enxerto não dá origem à parte apropriada de ponta de asa,
nem a um pedaço de tecido de coxa no local errado, mas a um dedo do pé.
Esse
experimento mostra que as células do broto da perna já estão previamente
determinadas como perna, mas ainda não irrevogavelmente comprometidas para vir
a ser uma parte particular da perna: elas ainda podem responder a sinais no
broto da asa, de maneira que formam estruturas apropriadas para a ponta do
membro, em vez da base.
O sistema de sinalização que controla as
diferenças entre as partes do membro
é, aparentemente, o mesmo para a perna ou para a asa. A diferença entre os dois
membros resulta da
diferença nos estados internos das suas células no início do desenvolvimento
dos membros. A diferença do valor posicional entre as células dos
membros anteriores e as células dos membros posteriores dos vertebrados parece
ser um reflexo da expressão diferencial de um conjunto
de genes, que codificam proteínas de regulação gênica
que são responsáveis por fazer com que as células nos dois brotos de membros se
comportem de maneiras distintas
Fatores que controlam a
diferenciação celular
1 - Os fatores extrínsecos locais: sinalização indutiva como duas células com o mesmo genoma, mas separadas
no espaço, tornam-se diferentes? Expondo a diferentes
condições ambientais e os sinalizadores
ambientais atuam sobre as células são os advindos das células adjacentes. Dessa forma, no modo de formação de padrões provavelmente mais
comum, um grupo de células inicialmente
apresenta o mesmo potencial de desenvolvimento, e um sinal originado fora deste
grupo de células faz com que um ou mais membros deste grupo tome uma via de
desenvolvimento distinta, causando uma alteração nas suas características. Este
processo é chamado de interação indutiva. Geralmente, o sinal é limitado no tempo e
no espaço, de forma que apenas um subconjunto de
células competentes – aquelas mais próximas da
fonte do sinal adquira o caráter induzido .
Alguns sinais
indutores são de curto alcance – em especial aqueles transmitidos por contatos
célula-célula; outros são de longo alcance, mediados
por moléculas que podem se difundir pelo meio extracelular. O grupo de
células inicialmente semelhantes competentes para responder ao sinal é às vezes
chamado de
grupo de equivalência ou campo morfogenético. Ele pode consistir em
apenas duas, ou em milhares de células, e qualquer fração deste total pode ser
induzida, dependendo da intensidade e da distribuição do sinal.
2- Os fatores extrínsecos ambientais: podem
ser físicos ( Raio X, radioatividade, temperatura), químico ( Drogas,
poluentes, medicamentos) ou biológicos (infecção viral).
3- Os fatores intrínsecos locais: A distribuição simétrica;
A diversificação celular nem sempre precisa depender de sinais extracelulares:
em alguns casos, células-irmãs nascem diferentes como resultado de uma divisão
celular assimétrica. ocorre quando um conjuntos
significativos de moléculas são divididos de maneira desigual entre as duas
células no momento da divisão. Esta segregação assimétrica de moléculas
(ou conjuntos de moléculas) atua como determinante para um dos destinos
celulares pela alteração direta ou indireta do padrão de expressão gênica na
célula-filha que a contém. As divisões
assimétricas são particularmente comuns no início do desenvolvimento, quando o
ovo fertilizado divide-se para originar células-filhas com destinos diferentes,
mas elas também ocorrem em estágios mais tardios – na gênese das células
nervosas, por exemplo.
A sinalização indutiva e a divisão
celular assimétrica representam
duas estratégias distintas para a criação de diferenças entre as células. A
simitrica ou assimetria preexiste depende da retroalimentaçao positiva: pela
retroalimentação positiva, um sistema que inicialmente
era homogêneo e simétrico pode criar padrões espontaneamente, mesmo
quando não houver um sinal externo organizado. E nos casos onde, como geralmente
ocorre, o ambiente ou as condições iniciais imponham uma assimetria inicial
fraca mas definitiva, a retroalimentação positiva
provê os meios necessários para amplificar a assimetria
e criar um padrão de desenvolvimento.
Quanto mais qualquer uma das células produzir o
mesmo produto X, mais ela vai sinalizar para a célula vizinha que iniba sua
produção de X. Este tipo de interação célula-célula é chamado de inibição
lateral e origina um ciclo de retroalimentação positiva que tende a amplificar
qualquer diferença inicial entre as duas células. Esta diferença pode ser originada
por condições impostas por algum fator externo anterior, ou simplesmente por
flutuações aleatórias espontâneas, ou “ruído” – uma característica inevitável
do circuito do controle genético nas células. Em qualquer um dos casos, a
inibição lateral significa que, se a célula #1 sintetizar um pouco mais de X,
ela fará com que a célula #2 sintetize menos; e como a célula #2 faz menos X,
ela causa uma menor inibição na célula #1, o que permite que a quantidade de X
na célula #1 aumente ainda mais; e assim sucessivamente, até que um estado de
equilíbrio seja atingido, onde a célula #1 contém grandes quantidades de X e a
célula #2 contém muito pouco.
1. Divisão
assimétrica: as células-irmãs nascem diferentes
2. Divisão
simétrica: as células-irmãs se tornam diferentes como resultado das influências que atuam sobre elas após o
seu nascimento.
a retroalimentação positiva leva ao rompimento da simetria e a
um fenômeno tudo-ou-nada. O rompimento da simetria, uma vez estabelecido, é muito difícil de ser revertido: a
retroalimentação positiva faz com que o estado assimétrico escolhido seja autossustentado, provendo ao sistema uma memória dos
sinais passados.Todos estes efeitos da retroalimentação positiva – rompimento da simetria, resultados tudo-ou-nada, estabilidade dupla e memória –
andam lado a lado e são encontrados repetidas vezes no desenvolvimento dos
organismos. Estes efeitos são fundamentais para a
origem de padrões estáveis e fortemente delineados nas células em
diferentes estados. a maioria dos
eventos indutivos conhecidos no desenvolvimento animal é governada por apenas
uma família de proteínas de sinalização altamente conservadas, que são
utilizadas repetidamente em contextos diferentes.
O
resultado final da maioria dos eventos de indução é uma alteração na
transcrição do DNA na célula que
responde ao sinal: alguns genes são ativados e outros são inibidos. Diferentes moléculas sinalizadoras ativam diferentes tipos de proteínas
reguladoras de genes. A resposta dependerá de quais outras proteínas
reguladoras de genes estiverem presentes antes da chegada do sinal – refletindo a memória celular dos sinais recebidos previamente,
e de quais outros sinais a célula está recebendo no momento corrente. Assim,
uma molécula-sinal que impõe um padrão em um amplo campo de células é chamada
de morfógeno.
Os membros dos vertebrados fornecem um exemplo notável: um grupo de células em
um lado do broto do membro embrionário pode se tornar especializado como um
centro sinalizador e secretar a proteína Sonic hedgehog – um membro da família
Hedgehog de moléculas–sinal. Esta proteína espalha-se a partir de sua fonte,
formando um gradiente de morfógenos que controla as características das células
ao longo do eixo polegar-para-dedo mínimo do broto do membro. Se um grupo
adicional de células sinalizadoras é enxertado no lado oposto do broto, uma
duplicação especular do padrão de dígitos é produzida. Os inibidores
extracelulares de moléculas-sinal moldam a resposta ao indutor, especialmente
para as moléculas que podem atuar à distância, pois limitar a ação do sinal. A maioria das proteínas–sinal do
desenvolvimento possui antagonistas
extracelulares que podem inibir a sua função. Estes antagonistas geralmente são proteínas que se ligam ao sinal ou seu
receptor, impedindo que ocorra uma interação produtiva.
O sistema nervoso em um embrião de rã origina-se de um
conjunto de células que é competente para formar tanto tecido neuronal quanto
epiderme. Um tecido indutor libera a proteína chordin, a qual favorece a
formação do tecido neuronal. A chordin não possui receptor próprio. Em vez
disso, ela é um inibidor de proteínas–sinal da família BMP/TGF, que induzem o
desenvolvimento da epiderme e estão presentes por toda a região neuroepitelial
onde os neurônios e a epiderme se formam. A indução do tecido neuronal é devida
a um gradiente inibidor de um sinal antagonista.
Os sinais de desenvolvimento podem se espalhar através de um tecido de
diferentes maneiras. Acredita-se que muitos sinais de desenvolvimento se
espalhem pelos tecidos por difusão simples
através dos espaços entre as células. Se um grupo especializado de células
produz uma molécula-sinal em taxas constantes, e este morfógeno é então
degradado conforme se afasta desta fonte, um gradiente discreto será formado,
com o ponto máximo na fonte. A velocidade de difusão e
a meia-vida do morfógeno determinarão juntas a extensão do gradiente
Este mecanismo simples pode ser modificado de diversas
maneiras para ajustar a forma e a extensão do gradiente. Receptores na
superfície das células ao longo do caminho podem capturar o morfógeno e promover a sua
endocitose e degradação, diminuindo sua meia-vida efetiva. Ou ele pode se ligar a moléculas da matriz extracelular,
reduzindo a sua taxa de difusão efetiva. Em alguns casos, é como se o morfógeno
fosse captado pelas células por endocitose e depois liberado novamente, apenas
para ser captado e liberado por outras células, de forma que o sinal se espalha
através de uma longa via intracelular.Há ainda um outro mecanismo para a
distribuição de sinal que depende de longos e finos filipódeos, ou citonemas,
que se estendem por distâncias equivalentes a muitas vezes o diâmetro celular
em alguns tecidos do epitélio. Uma célula pode enviar citonemas para fazer contato
com outra célula distante, tanto para entregar quanto para receber um sinal
desta célula. Dessa forma, por exemplo, uma célula pode realizar inibição
lateral através da via Notch em um grande conjunto de células adjacentes.
Os programas que são intrínsecos a uma célula frequentemente definem o
curso de tempo do seu desenvolvimento. Sinais como os que acabamos de
discutir desempenham um grande papel no controle do tempo dos eventos de
desenvolvimento, mas seria errado imaginar que toda a mudança no
desenvolvimento necessita de um sinal indutor para desencadeá-la. Muitos dos
mecanismos que alteram características celulares são intrínsecos das células e
não necessitam de sinais do ambiente celular: a célula progredirá no seu
programa de desenvolvimento mesmo quando mantida em um ambiente.
Por exemplo, em um camundongo, as células
progenitoras neuro nais no córtex cerebral continuam a dividir-se e a gerar
neurônios por somente 11 ciclos celulares, e no macaco, por aproximadamente 28
ciclos, após os quais elas param. Diferentes tipos de neurônios são gerados em
estágios distintos desse programa, sugerindo que, à medida que a célula
progenitora envelhece, ela altera as especificações que fornece para as células
da progênie em diferenciação.
sob condições constantes em um meio apropriado as
células irão manter a proliferação por um tempo estritamente limitado Os
mecanismos moleculares responsáveis por estas alterações lentas nas condições internas
da célula, realizadas no curso de dias, semanas, meses e mesmo anos, ainda não são
conhecidos. Uma possibilidade é que eles reflitam mudanças progressivas no
estado da cromatina (discutido no Capítulo 4).Os mecanismos que controlam a
escala de tempo de processos mais rápidos, apesar de ainda pouco conhecidos,
não são um mistério.Mais adiante, discutiremos um exemplo – o oscilador de
expressão gênica, conhecido como relógio de segmentação, que coordena a formação
de somitos em embriões de vertebrados – os rudimentos das séries de vértebras,
costelas e músculos associados.
Enquanto o embrião cresce, os padrões iniciais são estabelecidos em
pequenos grupos de células e refinados por indução sequencial Os
sinais que organizam o padrão espacial de um embrião em geral atuam sobre
distâncias curtas e governam escolhas
relati vamente simples. Um morfógeno, por exemplo, normalmente atua sobre uma
distância de menos de 1 mm – uma distância efetiva para difusão – e direciona
escolhas entre não mais do que uma porção de opções de desenvolvimento para as
células nas quais ele atua.
Contudo, os órgãos que eventualmente se desenvolvem são
muito maiores e mais complexos do que isso.A proliferação celular que se segue
à especificação inicial é responsável pelo aumento
em tamanho, enquanto que o refinamento do padrão inicial
é explicado por uma série de induções locais que acrescentam níveis sucessivos
de detalhes em um esboço inicialmen e simples. Assim que dois tipos de
células estão presentes, uma delas pode produzir um fator que induza um
subconjunto de células vizinhas a se especializarem em uma ter ceira via. O
terceiro tipo celular pode, por sua vez, sinalizar em resposta aos outros dois
tipos celulares próximos, gerando um quarto e um quinto tipo celular, e assim
por diante Esta estratégia para a geração de um padrão progressivamente mais
complicado é chamada de indução sequencial. É principalmente por meio de
induções sequenciais que a estrutura do corpo de um animal em desenvolvimento,
após ser primeiramente esboçada em miniatura, torna-se elaborada em detalhes
progressivamente mais finos, enquanto o desenvolvi mento prossegue.
A fecundação in vitro
Logo antes de
serem liberados pela ovulação, os oócitos são recolhidos do ovário (utilizando-se
uma agulha longa introduzida através da vagina) e são fecundados em placas de
cultivo com os espermatozoides do homem. Após poucos dias em cultivo, 2 ou 3
dos embriões precoces de melhor aparência morfológica são transferidos com um
cateter para dentro do útero da mulher; os embriões restantes normalmente são
mantidos congelados em nitrogênio líquido, para implantações posteriores, se
necessário. Quando o homem possui espermatozóides infertéis, alguns
espermatozóides selecionados podem ser injetados diretamente no óvulo, a chamada
de injeção intracitoplasmática do espermatozoide(ICSI, intracytoplasmic sperm
injection), um oócito é fecundado pela injeção de um único espermatozoide
dentro dele.
Técnicas in
vitro para manipulação de oócitos de mamíferos têm tornado possível
produzir clones de muitos tipos de mamíferos, pela transferência do núcleo de
uma célula somática do animal a ser clonado para dentro de um oócito
não-fecundado que tenha tido seu próprio núcleo removido ou destruído. Este não
é um procedimento fácil; a taxa de sucesso é baixa, e ainda é incerto se um
humano poderia ser clonado de maneira semelhante. Além disso, há argumentos
éticos sérios em relação a se alguém deveria, em algum momento, tentar clonar
um humano. No entanto, há o entendimento geral de que não deveria ser tentado
com a tecnologia existente, pois a probabilidade de produzir uma criança
anormal é alta; na verdade, muitos países e estados americanos têm feito a
tentativa ilegal.
Algumas observações em estudos
- ·
Gradientes de morfógenos
determinando os padrões do eixo dorso-ventral do embrião.
- ·
os gradientes de morfógenos
controlam os locais de expressão de conjuntos adicionais de genes, definindo
conjuntos de células que intera gem umas com as outras ainda mais uma vez para
criarem os detalhes mais refinados dos padrões finais de diferenciação celular.
- ·
Técnicas potentes foram
elaboradas para a criação de nocautes gênicos e outras alterações genéticas
marcadas pela exploração de propriedades altamente reguladoras das células da
massa celular interna do embrião de camundongo. Essas células podem ser
colocadas em cultura e mantidas como células-tronco embrionárias (células ES). Sobcondições
corretas de cultura, as células ES podem se proliferar indefinidamente sem
diferenciação, enquanto retêm a capacidade de dar origem a qualquer parte do
corpo quando injetadas de volta em um embrião jovem de camundongo.
Apesar da complexidade e variedade dos
seres vivos, todas as células vivas são formadas por duas unidades funcionais: Procariontes, ou Eucariontes. Em geral, os procariontes
são estruturalmente mais simples, menores que os Eucariontes, sendo seu DNA
arranjado em um cromossomo simples e circular, não circundado por uma membrana e não possuem organelas revestidas por membrana. Plantas e amimias são
compostos por células Eucariontes, Bactérias, algas, fungos (leveduras) e
protozoários por procariontes. Os vírus não se encaixam em qualquer classificação organizacional
das células vivas. 
Os
cocos podem ser redondos, ovais, alongados ou
achatados em uma das extremidades. Quando se dividem, as células podem
permanecer ligadas umas às outras. Cocos que permanecem aos pares após a
divisão são chamados de diplococos.
Aqueles que se dividem e permanecem ligados uns aos outros em forma de cadeia
são chamados de estreptococos.
