Biologia Celular - Aula 03 - Diferenciação Celular

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.