Durante A Diferenciação, há Ativação De Certos Genes E Inativação De Outros

RESUMO BIOLOGIA CELULAR

Durante a diferenciação, há ativação de certos genes e inativação de outros.

O controle transcricional regula a disponibilidade (ativação ou inativação gênica) do DNA para gerar mRNA, ele é especifico para cada tipo celular e varia do silenciamento total até sutis diferenças de atividade transcricional. A ativação gênica é mediada por proteínas nucleares (fatores de transcrição), que reconhecem sequências específicas no DNA e favorecem a aproximação das proteínas necessárias para a transcrição. Os fatores de transcrição importantes para a diferenciação celular são específicos para cada tipo celular. A presença dos FMDs (Fatores Determinantes do Músculo) é fundamental para iniciar a transcrição de genes específicos para o músculo. Em contrapartida, a inativação seletiva de genes é igualmente importante durante a diferenciação. À medida que a célula se diferencia, perde-se a potencialidade, esta perda se dá pela inativação gênica. Existem vários níveis de inativação gênica, desde ligações de fatores nucleares inibitórios até modificações ultra-estruturais da cromatina regidas por modificações covalentes de nucleotídeos. A inativação do X é um exemplo radical de inativação que ocorre com o cromossomo sexual em fêmeas de mamíferos. Um outro fenômeno de inativação gênica é a impressão gênica, inicia-se com a modificação covalente do DNA genômico através da metilação de nucleotídeos do tipo citosina de genes seletos.

O controle gênico pós-transcricional pode ocorrer de várias formas, interferindo com a eficiência do processamento do mRNA, o transporte de mRNA para o citoplasma e a tradução do mRNA, variando a vida útil do mRNA ou do produto protéico. Em geral, a regulação pós-transcricional ocorre de forma mais rápida do que o controle transcricional, respondendo às necessidades celulares imediatas. Uma forma de controle pós-transcricional da expressão gênica é a variação da estabilidade do mRNA. Uma outra forma de controle é a regulação do tempo de permanência do produto protéico na célula. Ou seja, regulação da estabilidade protéica.

Que fatores controlam os processos de diferenciação celular?

A diferenciação é controlada por fatores intracelulares e extracelulares, requerendo portanto intensa comunicação célula-célula e célula-ambiente. Os fatores intracelulares se encontram nas próprias células em diferenciação. A capacidade da célula de responder a estímulos extracelulares ou de iniciar modificações depende das vias de sinalização celulares disponíveis no seu repertório. Os fatores intracelulares derivam do programa existente no DNA da célula, ou, no caso do zigoto, de material previamente acumulado no seu

citoplasma. Os fatores extrínsecos resultam de sinais provenientes de outras células, da matriz extracelular do organismo em diferenciação(fatores locais) ou de agentes provenientes do meio ambiente(fatores ambientais). Os fatores locais resultam da ação de células que agem enviando, por meio de moléculas, sinais que induzem determinados tecidos a se diferenciarem em determinada direção, ou então, esses sinais derivam da matriz extracelular.

Um mensageiro químico produzido por um tecido pode agir no seu vizinho. A ação da matriz extracelular sobre a diferenciação é bem exemplificada nos trabalhos utilizados em frascos previamente recobertos com componentes da matriz, onde se observou nítido efeito de componentes da matriz extracelular sobre o comportamento e a diferenciação das células. Vários hormônios, fatores de crescimento etc. produzidos em células distantes também afetam a diferenciação e o metabolismo celular. Uma única célula pode ser ao mesmo tempo receptora e emissora de sinais.

Diversos fatores do meio ambiente podem afetar a diferenciação. Esses fatores são de natureza variada e podem ser físicos (raios X, radioatividade, temperatura), químicos (drogas, substâncias poluentes, medicamentos) ou biológicos (infecção viral). São notórios os efeitos desses agentes, também conhecidos como teratogênicos, sobre a diferenciação nos embriões e fetos, causando malformações várias. Eles podem agir sobre os genes, promovendo mutações, ou então podem inibir a atividade de enzimas que desempenham papel na diferenciação.

A diferenciação celular não se restringe a embriões e continua no organismo adulto.

É comum a impressão de que, logo após o nascimento, os órgãos encontram-se completamente diferenciados, e que só lhes resta aumentar de volume. Essa impressão é errônea. No recém-nascido, os vários setores do organismo se encontram em fases diferentes de desenvolvimento e completam a diferenciação em ritmo diferente. Um exemplo é o sistema nervoso que se encontra longe de estar completamente desenvolvido no recém-nascido. Tanto é que a mielinização, importante para o isolamentos da “fiação” do sistema nervoso é lenta, começando no quarto mês de vida intra-uterina e prolongando-se até o segundo ano após o nascimento. Mesmo em adulto, o sistema nervoso continua gerando um número limitado de novo neurônios.

As glândulas mamárias são um exemplo único de diferenciação, pois estacionam na fase inicial da diferenciação das glândulas exócrinas, isto é, na fase de formação dos ductos. Trata-se, pois, de uma glândula cuja diferenciação só se completa na garvidez e é reversível após a lactação.

O processo de diferenciação não é irreversível.

O processo de diferenciação não é irreversível, o que ocorre é uma ativação e inativação gradual de genes através de modificações no DNA genômico. Mas, exceto nos linfócitos, os núcleos de todas as células diferenciadas continuam contendo todos os genes que estavam originalmente presentes no zigoto. A reversão dos processos de restrição genômicos retornaria o núcleo ao estado original zigótico. O processo de reversão é conhecido como desprogramação nuclear.

A desprogramação nuclear artificial está no cerne da tecnologia de clonagem de organismos inteiros a partir de células somáticas. Outro exemplo de desprogramação celular ocorre na regeneração. A capacidade de regeneração do fígado, um órgão constituído por células muito especializadas, é um exemplo muito interessante. Durante a regeneração hepática, ocorre um retorno parcial deste tecido às condições embrionárias. Fatores extrínsecos e intrínsecos característicos da embriogênese hepática são sintetizados.

Alguns tecidos possuem células tronco, ou “stem cells”, capazes