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Capítulo 4 - Comunicação célula a célula: Mecanismos de morfogênese

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Comunicação célula a célula

Mecanismos de morfogênese

Isso pode ser uma antena da célula?

Para quê?

O DESENVOLVIMENTO É MAIS QUE APENAS DIFERENCIAÇÃO. Os diferentes tipos de células de um organismo não existem como arranjos aleatórios. Ao contrário, eles formam estruturas organizadas, como membros e corações. Além disso, os tipos de células que constituem nossos dedos – osso, cartilagem, neurônios, células sanguíneas e outros – são os mesmos que fazem a nossa pelve e pernas. De alguma forma, as células têm de ser orientadas a criar diferentes formas e fazer diferentes conexões. Essa construção de forma organizada é chamada de morfogênese e tem sido uma das grandes fontes de surpresa para a humanidade.

O rabino e médico Maimónides, do século XII, colocou muito bem a questão da morfogênese quando observou que os homens crentes da sua época (por volta de 1190 EC) acreditavam que um anjo de Deus tinha de entrar no ventre para formar os órgãos do embrião; as pessoas diziam que esse ato era um milagre. Quão mais miraculoso seria, perguntou Maimónides, se a divindade tivesse criado a matéria de forma que fosse possível gerar essa ordem remarcável sem que um anjo modelador precisasse intervir em cada gravidez? O problema abordado atualmente é uma versão secular da questão de

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Capítulo 2 - Especificando a identidade: Mecanismos de padronização no desenvolvimento

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Especificando a identidade

Mecanismos de padronização no desenvolvimento

Um bando de indivíduos ou uma gangue de clones?

EM 1883, UM DOS PRIMEIROS EMBRIOLOGISTAS AMERICANOS, William Keith

Brooks, refletiu sobre “a maior de todas as maravilhas do universo material: a existência, num simples ovo desorganizado, do poder de produzir um animal adulto definido”. Ele observou que o processo é tão complexo que “podemos, de forma justa, perguntar que esperança nós temos de descobrir a sua solução, de alcançar o seu verdadeiro significado, suas leis e causas ocultas”. De fato, como ir de “um simples, desorganizado ovo” até um corpo requintadamente organizado é o mistério fundamental do desenvolvimento. Os biólogos agora percorreram um longo caminho na rota da descoberta da solução desse mistério, colocando juntas as suas “leis e causas ocultas”.

Elas incluem como o ovo desorganizado se torna organizado, como células diferentes interpretam o mesmo genoma diferentemente e os muitos modos de comunicação pelos quais as células sinalizam umas para outras e, assim, orquestram os padrões únicos da sua diferenciação.

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Capítulo 3 - Expressão gênica diferencial: Mecanismos de diferenciação celular

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Expressão gênica diferencial

Mecanismos de diferenciação celular

DE UMA CÉLULA VÊM MUITAS CÉLULAS e de muitos tipos diferentes. Esse é o suposto fenômeno milagroso do desenvolvimento embrionário. Como é possível que essa diversidade de tipos celulares dentro de um organismo multicelular possa derivar de uma única célula, o ovo fertilizado? Estudos citológicos realizados no início do século XX estabeleceram que os cromossomos em cada célula de um dado organismo são descendentes mitóticos dos cromossomos estabelecidos na fertilização (Wilson, 1896;

Boveri, 1904). Em outras palavras, cada núcleo de célula somática tem os mesmos cromossomos e, portanto, o mesmo conjunto de genes que todos os outros núcleos somáticos. Este conceito fundamental, conhecido por equivalência genômica, apresentou um dilema conceptual significativo. Se cada célula no corpo contém os genes de hemoglobina e de insulina, por exemplo, por que as proteínas de hemoglobina são apenas produzidas pelas hemácias e a insulina apenas por certas células do pâncreas? Com base na evidência embriológica da equivalência genômica (bem como em modelos bacterianos de regulação gênica), emergiu um consenso nos anos 1960 de que a resposta está na expressão gênica diferencial.

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Capítulo 10 - Ouriços-do-mar e tunicados: Invertebrados deuterostômios

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Ouriços-do-mar e tunicados

Invertebrados deuterostômios

Como as células fluorescentes deste embrião de tunicado proclamam seu parentesco com os seres humanos?

TENDO DESCRITO OS PROCESSOS do desenvolvimento inicial em espécies representativas de três grupos de protostômios – moluscos, nematódeos e insetos –, nos voltamos para os deuterostômios. Embora haja muito menos espécies de deuterostômios do que existem de protostômios, estes incluem os membros de todos os grupos de vertebrados: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Vários grupos de invertebrados também seguem o padrão de desenvolvimento do deuterostômio (em que o blastóporo se torna o ânus durante a gastrulação). Eles incluem os hemicordados (vermes de bolota), cefalocordados (anfioxo), equinodermas (ouriços-do-mar, estrela-do-mar, pepinos-do-mar e outros) e urocordados (tunicados, também chamados de esguichos marinhos) (FIGURA 10.1). Este capítulo aborda o desenvolvimento inicial de equinodermas (principalmente os ouriços-do-mar) e tunicados, ambos sujeitos de estudos de fundamental importância em biologia do desenvolvimento.

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Capítulo 20 - O endoderma: Tubos e órgãos para digestão e respiração

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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O endoderma

Tubos e órgãos para digestão e respiração

Como algumas células intestinais se tornam células do pâncreas, ao passo que as células intestinais vizinhas se tornam fígado ou intestino?

O ENDODERMA FORMA OS TUBOS DIGESTÓRIO E RESPIRATÓRIO do amnioto adulto, onde ele é essencial para a troca de gases e comida. No amnioto embrionário, cuja comida e oxigênio vêm da mãe via placenta, a principal função do endoderma é induzir a formação de vários órgãos mesodérmicos. Como vimos nos capítulos anteriores, o endoderma é crucial para instruir a formação da notocorda, do coração, dos vasos sanguíneos e até da camada germinativa mesodérmica. A segunda função embrionária do endoderma é formar os revestimentos de dois sistemas do corpo dos vertebrados. O tubo digestório estende-se pelo comprimento do corpo, e brotamentos desse tubo digestório formam o fígado, a vesícula biliar e o pâncreas. O tubo respiratório forma-se como uma evaginação do sistema digestório, e depois se bifurca em dois pulmões. A região do tubo digestório anterior ao ponto onde o tubo respiratório se ramifica é a faringe. Uma terceira função embrionária é formar o epitélio de várias glândulas. As bolsas epiteliais da faringe dão origem às tonsilas palatinas e à tireoide, ao timo e à glândula paratireoide.

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