04-Aug-17 O que é Biologia do Desenvolvimento? · B. Torta de limão com cobertura de merengue C....

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BMC 0143

BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO

O que é Biologia do Desenvolvimento?

EMBRIOLOGIA CLÁSSICA

Div

isã

o C

elu

lar

Mo

rfo

gê

nese

Difere

ncia

çã

o

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1. De onde as células vêm? PARA ONDE vão?

2. O que estas células PODEM ser?

3. QUANDO elas decidem o que vão ser?

4. COMO ocorre esta decisão?

EMBRIOLOGIA CLÁSSICA + MECANISMOS= Biologia do Desenvolvimento

Evolução

(Evo-Devo)

Ambiente e Especiação (ECO-Devo)

QUAL O IMPACTO DA BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO?


Como que células tronco diferenciam?


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QUAL O IMPACTO DA BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO? bmc0143.wordpress.com

www.youtube.com/ireneyan1

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Avaliação Teórica

• As provas teóricas terão duração de

120 minutos e serão dissertativas.

• Prova substitutiva: substitui provas

perdidas pelo aluno, com toda a

matéria. Atestado médico.

• Prova Recuperativa: 3<Média final<5; 70% de frequência

Média Final

Média final = (soma das notas das 3 provas teóricas) + (média do projeto experimental)

4

Média final = (soma das notas das 3 provas teóricas) + (média do projeto experimental)

4

Prova 1 + Prova 2 + Prova 3

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REGRAS A SEREM CUMPRIDAS NAS AULAS PRÁTICAS

O CUMPRIMENTO DESTAS REGRAS É OBRIGATÓRIO PARA AS AULAS !!!!

1. MELECA E MALOCA NÃO!!! Vocês terão a sua disposição, baldes forrados com saco plástico e papel higiênico. Eles estão aí para que VOCÊ MANTENHA A SUA BANCADA, CHÃO, TETO ETC LIMPOS!! É imprenscidível que a sala esteja limpa no final das aulas,caso contrário o curso perde o direito a aulas práticas.

2. LAVE AS MÃOS. Ovos podem ter Salmonella. Lavem as mãos depois das aulas.

3. LUPAS e MICROSCÓPIOS. Cada dupla é responsável por retirar e guardar as lupas no armário. Use apenas a lupa designada para sua dupla.

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Material da Prática

• 2 pinças de ponta fina

• 1 tesoura de manicure

• Cada aluno terá um cartão único com o código visual

• O código tem 4 lados: A, B, C e D

• Apresente a SUA OPÇÃO PARA CIMA

• Qual sobremesa você prefere?

A. Mousse

B. Torta de limão com cobertura de

merengue

C. sorvete da Haagen Das

D. Creme de papaya com cassis

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• Se você tivesse que escolher com

quem ficaria numa ilha escolheria:

A. Cãozinho

B. Wesley Safadão

C. Sabrina Sato

D. antes só que mal acompanhado(a)/eu

me basto

ATORES

PALCO

vagina

cervix

útero

oviduto

ovário

Óvulo

Espermatozóide

Zigoto

FINAL FELIZ

Zigoto diplóide (2n)

com os dois prónucleos da mesma espécie.

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Espermatozóide Ovócito

Contribuição gênica Contribuição gênica

Motilidade

Reconhecimento espécie-

específico


específico

Penetração de barreiras

mecânicas e químicasPrevenção da Polispermia

Nutrição do zigoto Cabeça

(com Núcleo +

ACROSSOMA)

Bainha

Mitocondrial

FLAGELO

ESPERMATOZÓIDE

Espermatozóide Estrutura

Contribuição gênica Núcleo Haplóide

Motilidade Flagelo


específicoProteínas na membrana

Penetração de barreiras

mecânicas e químicasAcrossoma

Motor Combustível BOMBA DSMAC Tercom

Sistema de teleguia

Espermatozóide x Míssil teleguiado

Mitocondriacombustível

Flagelomotor Núcleo

Vesícula acrossomica


MitocondriaCombustível

Provê ATP

para os

batimentos

flagelares

FlageloMotor

Composto de feixes

de microtúbulos

que se deslizam

uns sobre os outros

na presença de

ATP.

Núcleo

Carga

genética

haplóide

altamente

condensado

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Vesícula Acrossomal ou Acrossomo

Organela

intracelular

contendo alta

concentração de

enzimas

proteolíticas (i.e.

capazes de quebrar

proteínas)

A cabeça do espermatozóide tem 3 bicamadas lípidas: a membrana plasmática + 2 membranas do acrossomo

Memb. Plasmática

Memb. Externa do

acrossomo

Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal

A cabeça do espermatozóide contém receptores para proteínas da Zona Pelúcida

Receptor para proteína ZP3


Memb. Plasmática

Memb. Externa do

acrossomo

Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal

Um aluno de IC gostaria de marcar com imunofluorescência a cabeça do espermatozóideíntegro. Qual anticorpo seria melhor?

a) anti-histonab) anti-ZP2c) Anti-receptor para proteína ZP2d) Anti-receptor para proteína ZP3

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Um aluno de IC gostaria de marcar com imunofluorescência a cabeça do espermatozóideíntegro. Qual anticorpo seria melhor?

a) anti-histonab) anti-ZP2c) Anti-receptor para proteína ZP2d) Anti-receptor para proteína ZP3

A motilidade do espermatozoide aumenta à medida que progride pelo trato reprodutório masculino.

Capacitação :

•Aumento da fluidez de membrana com a remoção de colesterol.

•Modificação das proteínas da membrana plasmática do espermatozóide

A maturação do espermatozóide continua no trato reprodutor feminino: CAPACITAÇÃO Capacitação :

Maturação do espermatozóide no trato uterino:

•Aumento da fluidez de membrana com a remoção de colesterol.

•Modificação das proteínas da membrana plasmática do espermatozóide

Auxilia na fusão do memb do espermatozóide com o óvulo

Facilita o reconhecimento de proteínas da Zona Pelúcida

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Ovócito

Contribuição gênica Núcleo Haplóide

Reconhecimento espécie-específico Zona Pelúcida

Prevenção da PolispermiaZona Pelúcida Modificada

Grânulos Corticais

Nutrição do zigoto Citoplasma

Ovócito DIFERENCIAÇÃO

Indução da Motilidade

Fatores Quimiotáticos

(identificados em animais de

fert. Ext)


específicoProteínas de Zona Pelúcida

Prevenção da Polispermia

•Grânulos corticais

•Expressão de canais iônicos

na memb.

Fusão dos prónucleos

Nutrição do Zigoto Acúmulo de proteínas e RNA

ZP1

ZP2

ZP3

A Zona Pelúcida é uma barreira molecular constituída de uma trama de proteínas.

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http://cdin.us/be/astounding-microscopy-pics/

A ZONA PELÚCIDA é uma trama proteica extracelular que encapsula o óvulo

ZP1

ZP2

ZP3

A Zona Pelúcida é uma barreira física e molecularconstituída de uma trama de proteínas extracelulares.Em especial;ZP3 e ZP2

o que são GRÂNULOS CORTICAIS?Vesículas intracelulares abaixo da membrana do ovócito

Os GRÂNULOS CORTICAIS são uma barreira de vesículas exocíticas que impedem a polispermia.

http://visualsunlimited.photoshelter.com/image/I0000u8hiJGn2_Pg

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PALCO

vagina

cervix

útero

oviduto

ovário

Óvulo

Espermatozóide

Zigoto

• Reação Acrossomal

•Reconhecimento de proteínas da Zona Pelúcida

• Reação da Zona Cortical

PENETRAÇÂO DAS BARREIRAS

LEVANTAMENTO DE BARREIRAS (prevenção de polispermia)




Memb. Plasmática

Memb. Externa do

acrossomo

Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal

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1. Reconhecimento proteína-proteína da proteína de membrana plasmática do espermatozóide com a ZP3

2. Reação acrossomal com exocitose das enzimas proteolíticas

3. Exposição da proteína de membrana interna do acrossomo que reconhece a ZP2




Memb. Plasmática

Memb. Externa do

acrossomo

Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal

ZP3ZP1:ZP2ZP3

ZP1

ZP2

ZP3


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Contato do espermatozóide com

a Zona Pelúcida (ZP3)

Aumento de Cálciointracelular livre

Exocitose do Acrossomo

Penetração da Zona Pelúcida

Fusão das membranas

Em mamíferos

•Receptor para proteína da Zona Pelúcida ZP3

•Vesícula acrossômica intacta

A cabeça do espermatozóide se liga ao ZP3

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A interação da ZP3 com o Receptor de ZP3 é uma forma de reconhecimento de espécie

A interação entre as proteínas de membrana do espermatozóidee as proteínas da Zona Pelúcida é ESPÉCIE-ESPECÍFICA

Com capacitaçãoSem capacitação

Neste experimento, os espermatozoides foram incubados na presença de diferentes concentrações de proteína ZP( Alexa-ZP no eixo x) fluorescentes durante a capacitação.

A emissão de fluorescência (eixo y) foi medida para cada concentração de Alexa-ZP


Podcemos inferir que a capacitação:A. Reduz a afinidade do espermatozoide a Zona pelúcidaB. Aumenta a afinidade do espermatozoide a Zona pelúcidaC. Aumenta a afinidade da Zona Pelúcida ao espermatozoideD. Reduz a afinidade da Zona Pelúcida ao espermatozoide

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Podcemos inferir que a capacitação:A. Reduz a afinidade do espermatozoide a Zona pelúcidaB. Aumenta a afinidade do espermatozoide a Zona pelúcidaC. Aumenta a afinidade da Zona Pelúcida ao espermatozoideD. Reduz a afinidade da Zona Pelúcida ao espermatozoide

Após contato com a Zona Pelúcida (ZP3):

1. Aumento de Cálcio citoplasmático proveniente dos estoques intracelulares

2. Exocitose da Vesícula Acrossômica

3. Exposição da membrana interna da V. Acrossomica

A Vesícula Acrossômica contém enzimas que auxiliam na:

•penetração do espermatozóide

•Deflagração da REAÇÃO CORTICAL ou de ZONA

A exocitose do acrossomo expõe a membrana interna da cabeça do espermatozóide

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ZP3 da Zona Pelúcida Aumento Cálcioi Reação Acrossomal

Ca++

Ca++

Mas, se na exocitose do acrossomo é perdida a proteina de membrana que reconhece a ZP3, como que o espermatozóide permance aderido a Zona Pelúcida?

A membrana interna da cabeça do acrossomo contém receptores para ZP2

APÓS A REAÇÃO ACROSSOMAL, a membrana interna da v. acrossomica se liga ao ZP2



Memb. Plasmática

Memb. Externa do

acrossomo

Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal


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Memb.

Interna do

acrossomo

Conteúdo

acrossomal


Um aluno de IC gostaria de marcar com imunofluorescência a cabeça do espermatozóidedepois da reação acrossomal. Qual anticorpo seria melhor?

a) anti-histonab) anti-ZP2c) Anti-proteína que interage com ZP2d) Anti-proteína que interage com ZP3

Um aluno de IC gostaria de marcar com imunofluorescência a cabeça do espermatozóidedepois da reação acrossomal. Qual anticorpo seria melhor?

a) anti-histonab) anti-ZP2c) Anti-proteína que interage com ZP2d) Anti-proteína qu e interage com ZP3

reação acrossomica

antes depois

A reação acrossomal expõe sítios com afinidade para ZP2 no espermatozóide

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Você trabalha na Novartis e está testando novas formas de anticoncepcional. Qual destas estratégias você acha que teria maiores chances de funcionar?

a)Anticorpo para proteína que interage com ZP3b)Aumento de Cálcio extracelularc)Anticorpo para enzimas acrossomaisd)Anticorpo para ZP3

Você trabalha na Novartis e está testando novas formas de anticoncepcional. Qual destas estratégias você acha que teria maiores chances de funcionar?

a)Anticorpo para proteína que interage com ZP3b)Aumento de Cálcio extracelularc)Anticorpo para enzimas acrossomaisd)Anticorpo para ZP3

Hum Reprod. 1999 Mar;14(3):593-600.Antibodies to human ZP3 induce reversible contraception in transgenic mice with 'humanized' zonae pellucidae.Greenhouse S1, Castle PE, Dean J.Author informationAbstractThe initial spermatozoon-egg interaction of mammalian fertilization is mediated by the zona pellucida, an extracellular matrix composed of three glycoproteins (ZP1, ZP2, ZP3). These proteins are sufficiently conserved between human and mouse to form chimeric zonae pellucidae, and genetically engineered mice in which the endogenous mouse ZP3 has been replaced by human ZP3 have 'humanized' zonae, but normal fertility. Administration of monoclonal antibodies to mouse ZP3 does not affect fertility in these animals, but administration of antibodies to human ZP3 results in long-term, reversible contraception. The antibodies coat the zonae pellucidae surrounding growing oocytes within the ovary and their presence in the zona matrix inhibits, but does not eliminate, sperm binding. The contraceptive effect is attributed to steric hindrance that decreases sperm binding and prevents penetration through the zona pellucida. The resumption of fertility is associated with the disappearance of antibodies from the zona matrix. No adverse effect on mating behaviour, ovarian histology or fetal development (if administered after fertilization) is detected in treated females. These results suggest that transgenic mice expressing human proteins will prove useful in assessing contraceptive efficacy of zona epitopes in the rational design of immunocontraception directed at the human zona pellucida.

Fertilização in vitro com esperma congelado:

1. Capacidade metabólica

2. Motilidade espermática

3. Atividade Enzimática

4. Membrana Intacta

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FINAL FELIZ ???

Zigoto diplóide (2n) E APENAS DIPLÓIDE

com os dois prónucleos da mesma espécie.

Fertilização normal Polispermia

A fertilização por mais de um espermatozóide (POLISPERMIA) aborta o desenvolvimento do zigoto

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O PROBLEMA DA POLISPERMIA...

•Concentração reduzida de esperma durante a

fertilização (~200/200M)

•Reação da zona cortical

(exocitose de grânulos corticais)

modificação do ZP3 e

ZP2

ZP1

ZP2

ZP3

A Reação Cortical em Mamíferos•Modifica a ZP3 e ZP2, impedindo a ligação de espermatozóides (reação de Zona);

A REAÇÃO DA ZONA CORTICALContato do espermatoz. com

a membrana do ovócito


Exocitose dos grânulos corticais

Modificação das proteínas ZP

Inibição de fertilizações adicionais

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o que são GRÂNULOS CORTICAIS?Vesículas intracelulares abaixo da membrana do ovócito

ZP3/ZP2

Zona

Pelúcida

Memb

Plasmática

Citoplasma

do óvulo

Espaço

extracelular

ou

perivitelínico

ZP3/ZP2

Zona

Pelúcida

Memb

Plasmática

Citoplasma

do óvulo

Espaço

extracelular

ou

perivitelínico

Os GRÂNULOS CORTICAIS contêm enzimas modificam a ZP2 e ZP3, de forma que não são mais reconhecidas pelo espermatozóide

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A fertilização causa uma onda de aumento de Cálcio intracelular Contato do espermatoz. com a membrana do ovócito


Exocitose dos grânulos corticais

Modificação das proteínas ZP

Inibição de fertilizações adicionais

Neste experimento, foi realizado fertilizações in vitro com concentrações diferentes de solução de espermatozoides. O sucesso da fertilização foi verificado pela formação de mórulas

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Porque a taxa de fertilização reduziu com o aumento de concentração?

A. Porque o número de ovos variouB. Porque os espermatozoides não conseguiam se mexerC. Porque ocorreu polispermiaD. Porque existem oscilações em sistemas biológicos

Porque a taxa de fertilização reduziu com o aumento de concentração?

A. Porque o número de ovos variouB. Porque os espermatozoides não conseguiam se mexerC. Porque ocorreu polispermiaD. Porque existem oscilações em sistemas biológicos

MIO Y., MAEDA K., 2008 American journal of obstetrics and gynecology 199: 660.e1–5.

Importante: A ovulação libera um ovócito primário cuja Meiose II ainda não terminou!

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Mórula

BlastocistoBlástula

Compactação

Cavitação

NA COMPACTAÇÂO as junções intercelulares são reforçadas, permitindo que ocorra a CAVITAÇÂO

A BLASTOCELE é uma cavidade preenchida por pressão osmótica durante a CAVITAÇÂO

Massa

Celular Interna

Blastocele

Trofoblasto

Zona Pelúcida

Ao final de várias mitoses, distinguem-se duas populações de células:

•Massa Celular Interna•Trofoblasto

Embrião Propriamente Dito

Porção Embrionária da Placenta

Porção Embrionária da Placenta

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Compactação “Eclosão”da Zona P.

A blastocele cria pressão para que o blastocisto possa eclodir da Zona Pelúcida

A invasão do embrião é realizada pelas células da TROFOECTODERME

IMPLANTAÇÃO IMPLANTAÇÃO

No momento da implantação, o embrião tem 3 tipos de tecidos distintos:TrofoectodermeMassa Celular Interna= Epiblasto+ Hipoblasto

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A trofoecdoderme forma a porção fetal (Córion) da placenta

(

O blastocisto pode incorporar células de outro animal, formando quimeras

Genótipo para pelagem escura: E/EGenótipo para pelagem clara: e/e

Este camudongo foi gerado a partir de uma morula-quimera. A percentagem de células no córion dele durante sua gestação que são E/E é de

a)25%b)50%c)100%d)Entre 0% e 100%

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Genótipo para pelagem escura: E/EGenótipo para pelagem clara: e/e

Este camudongo foi gerado a partir de uma morula-quimera. A percentagem de células no córion dele durante sua gestação que são E/E é de

a)25%b)50%c)100%d)Entre 0% e 100%

)

A massa celular interna vira um blastodisco de duas camadas: Epiblasto e Hipoblasto/Endoderma primitivo

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A massa celular interna vira um blastodisco de duas camadas: Epiblasto e Hipoblasto/Endoderma primitivo

potencial

diferenciação

O que diferencia a célula da MASSA CELULAR INTERNA e da TROFOECTODERME?

EXISTEM MARCADORES MOLECULARES?

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( MyoD

Tor70, Keratan Sulphate (MZ15)

GATA-2/4

xPax-2

Hoxb-9 N-CAMNeural

Marcadores Moleculares (molecular markers) são genes/proteínas característicos para cada tecido

O anticorpo anti-delta-cristalina marca especificamente o cristalino,

i.e. delta cristalina é um bom marcador para cristalino

)

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CDX2 é expresso apenas na trofoectoderme

OCT 4 é expresso em todas as células da massa celular interna (MCI)

Cdx2 e Oct4 lentamente se tornam mutuamente exclusivos

TEMPO

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potencial

diferenciação

O que diferencia a célula da ENDODERMA primitiva/HIPOBLASTO

do EPIBLASTO?

GATA e Oct4 são mutuamente exclusivos

TEMPO

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A reprogramação de células somáticas para iPS (células de pluripotência induzida) depende da transfecção de Oct4 e outros fatores.

Trofoectoderma (Cdx2)Epiblasto (OCt4/Nanog)Hipoblasto (Gata 6)

O embrião está implantando na parede uterina,Já tem uma trofoectoderma e duas camadas celulares: o Epiblasto e o Hipoblasto

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