Na biologia do desenvolvimento, os cientistas usam termos diferentes para descrever diferentes processos de desenvolvimento. Diferenciação celular e o processo de morfogênese são termos que se referem a dois processos diferentes em desenvolvimento.
Para definir a morfogênese e a diferenciação celular, é útil estudar exemplos de cada uma.
TL; DR (muito longo; Não li)
Diferenciação e morfogênese representam dois termos diferentes que tratam do desenvolvimento de organismos biológicos. A diferenciação se refere a como as células se tornam especializadas, enquanto a morfogênese se refere ao desenvolvimento das formas dos organismos vivos.
Definição de Morfogênese
O processo de morfogênese refere-se ao desenvolvimento das formas nos organismos vivos. Isso se refere à forma, tamanho e conectividade dos formulários em desenvolvimento.
Os cientistas usam a matemática para ajudar a determinar as mudanças na taxa de crescimento que afetam as formas em desenvolvimento de um organismo. Essas mudanças nas formas podem abranger tanto o desenvolvimento individual quanto o desenvolvimento evolutivo entre as espécies. Dada a vasta possibilidade de quantas formas podem ser formadas em um organismo, faz sentido que restrições como tempo, pressão e espaço desempenhem um papel na morfogênese.
A morfogênese celular se refere ao tamanho, forma, posição e número de células.
Exemplos de morfogênese
Ao procurar definir morfogênese, ajuda usar um exemplo de morfogênese. Um exemplo de morfogênese seria o crescimento da planta e como as novas plantas mudam de forma para serem retas, torcidas ou ramificadas.
Nas pessoas, os intestinos fornecem um exemplo de morfogênese. A maneira como o intestino humano se torce e se dobra para caber dentro do corpo é uma forma de pensar a respeito da morfogênese no desenvolvimento.
O cérebro humano dá um exemplo notável de morfogênese devido às suas “rugas” ou dobras. Em um feto humano, o cérebro é comparativamente liso. Mas, ao longo do desenvolvimento saudável, a dobra resulta do espaço geométrico no qual o cérebro cresce. Outro exemplo de morfogênese é o da ramificação no rim humano.
Pesquisas recentes buscam entender como os genes afetam a geometria e as mudanças de formas nos organismos biológicos.
O que é diferenciação?
Além do processo de morfogênese, diferenciação é um termo comumente usado em biologia celular e do desenvolvimento. Diferenciação celular refere-se ao processo pelo qual as células se tornam especializadas em diferentes tipos com diferentes funções. Em contraste com o processo de morfogênese, a diferenciação ocorre no nível celular e é controlada por fatores de transcrição.
Os tecidos precisam de um banco de células-tronco para fornecer um backup em caso de perda de células. Fatores de transcrição são proteínas que têm instruções ou orientações sobre como as células-tronco devem se desenvolver. As células-tronco irão produzir um conjunto de células filhas (ou células progenitoras) que podem se diferenciar para formar um determinado tecido, e outro conjunto de células-filhas que mantém o pool de células-tronco.
Um exemplo de diferenciação
No corpo humano, as células são constantemente chamadas a se diferenciar em células especializadas com funções exclusivas. Um exemplo é a célula basal do pulmão. Essa célula pode se diferenciar de modo que se torne uma célula secretora que reveste o tecido pulmonar.
Fatores de transcrição funcionam para tornar possível essa diferenciação. No caso da célula basal do pulmão, o fator de transcrição “grainyhead-like 2” classifica o processo que a célula levará para se tornar ciliada.
As células podem se diferenciar em vários outros tipos de células, como cardiomiócitos (células do coração), neurônios, miócitos esqueléticos e assim por diante.
Implicações para a medicina
A diferenciação celular e o processo de morfogênese desempenham papéis importantes no desenvolvimento dos organismos. Os cientistas esperam obter uma maior compreensão em ambas as disciplinas para ajudar a fornecer novos tratamentos médicos.
Uma nova via de pesquisa envolve descobrir como os genes codificam para a geometria, abrindo uma maior compreensão da origem da morfogênese. Isso envolverá uma abordagem multidisciplinar por biólogos, físicos e matemáticos.
Em relação à diferenciação celular em células especializadas, os cientistas esperam descobrir como direcionar a diferenciação celular para combater doenças relacionadas a tipos específicos de células. Um exemplo é a doença de Huntington.
Outro grande exemplo é o de terapia com células-tronco para câncer e outras doenças. Os pesquisadores esperam direcionar a diferenciação celular sem a necessidade de doadores de medula óssea. A degeneração macular do olho representa outro caso em que células epiteliais pigmentadas da retina podem ser proliferadas in vitro para substituir aquelas perdidas em pacientes idosos.
É possível direcionar a diferenciação celular no laboratório. Esperançosamente, ao aprender como controlar esse processo, os pesquisadores serão capazes de salvar e melhorar vidas.