Diferenciação Celular e Expressividade dos Genes

A diferenciação celular é um processo gradual pelo qual a célula muda a sua estrutura para que possa executar uma tarefa específica. O grau de diferenciação da célula está associado à sua capacidade de proliferar. As células progenitoras, fracamente diferenciadas, são altamente proliferativas.

As células muito diferenciadas têm um potencial de proliferação muito baixo.

Os cientistas François Jacob e Jacques Monod ganharam o prémio Nobel da Medicina em 1965 por esclareceram a expressividade selectiva dos genes. Através de trabalhos com a bactéria escherichia coli tentaram explicar a forma como era regulada a actividade dos genes responsáveis pelo metabolismo da lactose, isto é, responsáveis pela produção de 3 enzimas diferentes necessárias a utilização de lactose pela bactéria.

No interior de uma célula, a nível molecular, encontramos um grande número de receptores cuja finalidade mais importante é a regulação do crescimento. Quando é necessário a um tecido substituir as células que chegaram ao fim do seu período de vida, liberta factores de crescimento que se ligam aos receptores dos factores de crescimento existentes na superfície celular. Assim são desencadeadas uma série de reacções bioquímicas intracelulares que estimulam as células para entrar em mitose ou para se diferenciarem.

A renovação celular é fundamental para a vida. Os tecidos produzem constantemente células novas, normais, para substituir as que morreram ou foram danificadas. Deste modo os tecidos mantêm a sua função específica.

Por vezes, algo pode corre mal. Em lugar de se produzir uma quantidade correcta de células normais, os tecidos produzem células anormais que proliferam sem controlo, formando tumores que invadem os tecidos à sua volta e se disseminam para outras partes do corpo. Este crescimento descontrolado e potencialmente fatal é chamado de cancro. O cancro é demonstrado através de tumores malignos. É um crescimento descontrolado das células e na maior parte dos casos fatal. As origens do cancro podem ser devido a factores ambientais; vírus; predisposição genética.

Existem dois tipos de tumores: os benignos que não são cancerosos, têm crescimento lento, são capsulados e não invadem tecidos; e os malignos formados por células estruturalmente anormais que crescem rapidamente, invadindo os tecidos envolventes e metastizando-se. Pelo facto de invadirem os tecidos normais, não são capsulados. Portanto, são difíceis de remover cirurgicamente.

A diferenciação celular é devida a sinais provenientes da matriz extra-celular, ao contacto entre células e a factores de diferenciação chamados genericamente de citocinas. A orquestração dos sinais recebidos pela célula resulta então na repressão de certos genes e activação de outros – expressividade dos genes. As células diferenciadas podem perder a sua especialização tornando-se indiferentes e podem readquirir a capacidade de originar novos tecidos – totipotência.

As células estaminais do sangue têm a propriedade de se transformarem em qualquer célula sanguínea ao longo de toda a vida.

Estando a maioria delas na medula óssea e, em menor quantidade, no sangue, estas células têm a capacidade de se renovarem ou diferenciarem para reconstituir o conjunto das células do sangue do indivíduo. Recentemente foi descoberto que também podem ser extraídas do líquido amniótico e podem vir a ser utilizadas em transplantes de tecidos.

A diferenciação celular ocorre devido a expressividade dos genes: repressão e activação. Existem vários tipos de genes:

Genes estruturais (Z,Y,X): codificam a produção de enzimas necessárias ao metabolismo; gene regulador (I): responsável pela produção de um repressor ( proteína);gene operador (O): onde se fixa o repressor, impedindo a transcrição; gene promotor (P) : onde se liga o RNA-polimerase para iniciar a transcrição.

Na ausência de lactose o gene regulador produz o repressor; o repressor liga-se ao gene operador bloqueando o gene promotor; os genes estruturais não são transcritos. A síntese não ocorre.

Na presença de lactose o gene regulador produz o repressor; a lactose liga-se ao repressor; o gene operador não é bloqueado; os genes estruturais são descritos. A síntese ocorre.

Vera Carvalho, 11º 1A