Desenvolvimento Embrionário - Embriologia - Prof. Paulo Jubilut

Segue um vídeo do Prof. Paulo Jubilut que nos mostra a embriologia de uma forma descontraída. Esse vídeo me ajudou muito para a melhor compreensão da Embriologia.

A vida de Mendel

Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesar de bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Em 1843, ingressou como noviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca.

Após ter sido ordenado monge, em 1847, Mendel ingressou na Universidade de Viena, onde estudou matemática e ciências por dois anos. Ele queria ser professor de ciências naturais, mas foi mal sucedido nos exames.

De volta a Brünn, onde passou o resto da vida, Mendel continuou interessado em ciências. Fez estudos meteorológicos, estudou a vida das abelhas e cultivou plantas, tendo produzido novas variedades de maças e peras. Entre 1856 e 1865, realizou uma série de experimentos com ervilhas, com o objetivo de entender como as características hereditárias eram transmitidas de pais para filhos.

Em 8 de março de 1865, Mendel apresentou um trabalho à Sociedade de História Natural de Brünn, no qual enunciava as suas leis de hereditariedade, deduzidas das experiências com as ervilhas. Publicado em 1866, com data de 1865, esse trabalho permaneu praticamente desconhecido do mundo científico até o início do século XX. Pelo que se sabe, poucos leram a publicação, e os que leram não conseguiram compreender sua enorme importância para a Biologia. As leis de Mendel foram redescobertas apenas em 1900, por três pesquisadores que trabalhavam independentemente.

Mendel morreu em Brünn, em 1884. Os últimos anos de sua vida foram amargos e cheios de desapontamento. Os trabalhos administrativos do mosteiro o impediam de se dedicar exclusivamente à ciência, e o monge se sentia frustrado por não ter obtido qualquer reconhecimento público pela sua importante descoberta. Hoje Mendel é tido como uma das figuras mais importantes no mundo científico, sendo considerado o “pai” da Genética. No mosteiro onde viveu existe um monumento em sua homenagem, e os jardins onde foram realizados os célebres experimentos com ervilhas até hoje são conservados.

Os experimentos de Mendel

A escolha da planta

A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes.

Desde os tempos de Mendel, existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada com a que produzia sementes rugosas, e assim por diante.

Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.

A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto externo da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.

Os cruzamentos

Depois de obter linhagens puras, Mendel efetuou um cruzamento diferente. Cortou os estames de uma flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta proveniente de semente amarela.

Efetuou, então, artificialmente, uma polinização cruzada: pólen de uma planta que produzia apenas semente amarela foi depositado no estigma de outra planta que só produzia semente verde, ou seja, cruzou duas plantas puras entre si. Essas duas plantas foram consideradas como a geração parental (P), isto é, a dos genitores.

Após repetir o mesmo procedimento diversas vezes, Mendel verificou que todas as sementes originadas desses cruzamentos eram amarelas – a cor verde havia aparentemente “desaparecido” nos descendentes híbridos (resultantes do cruzamento das plantas), que Mendel chamou de F1(primeira geração filial). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o caráter cor amarela da semente de dominante e o verde de recessivo.

A seguir, Mendel fez germinar as sementes obtidas em F1 até surgirem as plantas e as flores. Deixou que se auto fertilizassem e aí houve a surpresa: a cor verde das sementes reapareceu na F2 (segunda geração filial), só eu em proporção menor que as de cor amarela: surgiram 6.022 sementes amarelas para 2.001 verdes, o que conduzia a proporção 3:1. Concluiu que na verdade, a cor verde das sementes não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado, uma vez que, sendo um caráter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores, cada um determinando o surgimento de uma cor, amarela ou verde.

 Era necessário definir uma simbologia para representar esses fatores: escolheu a inicial do caráter recessivo. Assim, a letra v (inicial de verde), minúscula, simbolizava o fator recessivo – para cor verde – e a letra V, maiúscula, o fator dominante – para cor amarela.

VV- semente amarela pura

vv- semente verde pura

Vv- semente amarela híbrida

 Com o seu aprofundamento ainda maior ele conseguir interpretar o porquê que a cor verde na geração F1 desaparecia e na geração F2 aparecia novamente. Essa resposta surgiu a partir do conhecimento de que cada um dos fatores se separava durante a formação das células reprodutoras, os gametas. Dessa forma, podemos entender como o material hereditário passa de uma geração para a outra. Acompanhe nos esquemas abaixo os procedimentos adorados por Mendel com relação ao caráter cor da semente em ervilhas.

Resultado: em F2, para cada três sementes amarelas, Mendel obteve uma semente de cor verde. Repetindo o procedimento para outras seis características estudadas nas plantas de ervilha, sempre eram obtidos os mesmos resultados em F2, ou seja a proporção de três expressões dominantes para uma recessiva.

EMBRIOLOGIA II

Anexos Embrionários

Anexos Embrionários nas aves

Os anexos embrionários são estruturas membranosas extraembrionárias que surgem durante o desenvolvimento embrionário de alguns animais vertebrados a partir dos folhetos germinativos. Existem cinco tipos principais de anexos embrionários: o saco vitelínico, o âmnio, o alantoide, o córion e a placenta.

O saco vitelínico é uma estrutura formada a partir do mesoderma e endoderma, que envolve o vitelo, participando, assim, do processo de nutrição do animal em desenvolvimento. Essa membrana é a primeira a ser formada e está ligada diretamente ao intestino do embrião. Apresenta-se bem desenvolvida em peixes, répteis e aves, entretanto é reduzida em mamíferos, nos quais a placenta assume a função de nutrição. Nos peixes, apresenta-se como o único anexo embrionário presente; e, em anfíbios, não é observado, uma vez que o vitelo encontra-se no interior de células chamadas de macrômeros.

O âmnio é uma membrana formada a partir do ectoderma e mesoderma que envolve o embrião de répteis, aves e mamíferos. Ele delimita a chamada cavidade amniótica, a qual apresenta em seu interior o líquido amniótico. Este possui como principais funções proteger o embrião contra choques mecânicos e evitar a sua desidratação. Os animais que possuem essa estrutura são chamados de amniotas, e os que não possuem, de anamniotas. Nos mamíferos, a estrutura é conhecida popularmente como bolsa d'água.

O córion, também chamado de serosa, é uma membrana formada a partir do mesoderma e ectoderma que recobre todo o embrião e os outros anexos embrionários. Em répteis e aves, ela está localizada logo abaixo da casca do ovo e atua, junto ao alantoide, nas trocas gasosas, além de proteger o embrião. Nos mamíferos, essa estrutura origina a placenta.

O alantoide está presente em répteis, aves e mamíferos, sendo formado a partir do mesoderma e endoderma. É uma membrana que está relacionada com as trocas gasosas. Em répteis e aves, ele armazena o produto da excreção do embrião, retira parte do cálcio da casca e transfere-o para o esqueleto do animal em formação. Em mamíferos, apresenta-se pouco desenvolvido, uma vez que a placenta é responsável por desempenhar o papel dessa estrutura.

A placenta também é um anexo embrionário, entretanto, essa estrutura é exclusiva dos mamíferos, sendo formada normalmente pela interação entre o cório e o alantoide. Sua função principal é estabelecer a troca de substâncias entre a mãe e o filhote (através do cordão umbilical), possuindo, portanto, a função de nutrição, respiração e excreção. Além disso, a placenta também está relacionada com a função hormonal, produzindo progesterona. Não é encontrada nos mamíferos que botam ovos, tais como os ornitorrincos.

Anexos Embrionários nos mamíferos (ser humano)

Gastrulação

 Nesta fase é definido o plano corporal do indivíduo, a partir da formação dos folhetos germinativos ou embrionários.

As células da blástula se rearranjam. Células migradas para a região interna serão, posteriormente, diferenciadas em músculos e órgãos internos; e as superficiais, em sistema nervoso e pele.

A blastocele desaparece, dando origem a uma estrutura denominada arquêntero, que se modificará em tubo digestório. O arquêntero se comunica com o exterior por uma estrutura denominada blastóporo. Este, em animais protostômios, dará origem à boca; e em deuterostômios, ao ânus, sendo a boca formada depois, na região oposta à desta estrutura.
Poríferos não possuem folhetos germinativos; cnidários possuem apenas o ectoderma e endoderma e são, por isso, denominados diblásticos. Todos os outros animais apresentam os três e, por isso, são considerados triblásticos.
Num estágio mais adiantado, a região dorsal da gástrula passa por um achatamento, formando a placa neural. A seguir, as células ectodérmicas das bordas multiplicam-se até recobrira placa organizando as cristas neurais. A placa neural, então, invagina-se de modo a formar a goteira ou sulco neural, que originara o tubo neural, onde se desenvolvera o sistema nervoso central do anfioxo. Esse estágio, com o tubo neural, é chamado nêurula e compreende o início da organogênese.

Organogênese

Esta etapa compreende a formação dos órgãos que constituem o animal a partir dos três folhetos germinativos ou embrionários.

Resumidamente, destacamos abaixo a evolução de cada um dos três folhetos germinativos.

• Ectoderme- origina a epiderme e seus anexos, como pelos, unhas e glândulas. Origina também o encéfalo, a medula espinhal, os gânglios nervosos e os receptores sensoriais, além do revestimento da boca, nariz e ânus e o esmalte dos dentes.

• Mesoderme-origina a derme, as serosas, as cartilagens, os ossos, os músculos estriados (esqueléticos e cardíaco) e não-estriados (lisos) e os sistemas urogenital e cardiovascular.

• Endoderme- origina o fígado e o pâncreas e o revestimento da bexiga urinária e da uretra, do tudo respiratório e do tubo digestório, com exceção da boca e do ânus.

Lembrando que os órgãos do nosso corpo podem ser formados por tecidos originados de mais de um folheto embrionário. É o caso da pele humana, por exemplo. Esse órgão é basicamente constituído de duas porções: a epiderme e a derme. A epiderme é organizada pelo tecido epitelial (de origem ectodérmica) e a derme é formado de tecido conjuntivo (de origem mesodérmica). É também o caso de órgãos como o estômago e o intestino; esses órgãos possuem músculos de origem mesodérmica e são revestidos internamente por um epitélio de origem endodérmica.

*Importante ressaltar que é apenas a partir da gastrulação que a célula começa a aumentar em seu tamanho!

Desenvolvimentos Embrionários

Após a fecundação do óvulo pelo espermatozoide, é formado o zigoto, que passará por sucessivas etapas de divisões mitóticas e diferenciação celular, até se formar um indivíduo propriamente dito. Esses eventos são denominados embriogênese, ou desenvolvimento embrionário, e suas etapas são: segmentação, gastrulação e organogênese. 

Segmentação

As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam são chamadas blastômeros.

No Reino Animal, a diferença na quantidade e na distribuição do vitelo no ovo determina diferenças na segmentação, menor a velocidade de divisão. Em função disso, podemos considerar dois tipos básicos de segmentação:

Holoblástica ou total que ocorre no zigoto todo;

Meroblástica ou parcial, que ocorre só em parte do ovo.

Segmentação holoblástica

A segmentação holoblástica ocorre nos alécitos, nos isolécitos (ou oligolécitos) e nos heterolécitos, e pode ser subdividida em três tipos, com base no tamanho das células que se formam a partir da terceira clivagem (quando muda o plano de divisão celular):

Holoblástica igual, na qual se formam, com a terceira clivagem, oito blastômeros iguais; ocorre nos ovos alécitos e em alguns oligolécitos (isolécito);

Holoblástica desigual na qual, os blastômeros pequenos, denominados micrômeros, agrupam-se no polo animal ou superior e apresentam pouco ou nenhum vitelo; já os blastômeros grandes, chamados macrômeros, agrupam-se no polo vegetativo ou inferior e contem mais vitelo. Ocorre em todos os ovos heterolécitos e em alguns oligolécitos;

Segmentação meroblástica

Devido à diferença na distribuição do vitelo, existem dois tipos básicos de segmentação meroblástica: a discoidal e a superficial.

Na segmentação meroblástica discoidal, as divisões ocorrem apenas na região da cicatrícula (região da célula sem vitelo), formando-se um disco de células sobre a massa do vitelo. Esse tipo de segmentação ocorre nos ovos telolécitos.

A segmentação meroblástica superficial ocorre nos ovos centrolécitos. As células embrionárias ficam dispostas na superfície do ovo. Ocorre nos ovos centrolécitos de insetos.

 *Na espécie humana, a mórula, uma vez formada, é invadida por um liquido que promove o deslocamento dos blastômeros para a periferia. Forma-se, assim, a blástula ou blastocisto, estrutura que apresenta:

• Uma cavidade cheia de líquido, denominada blastocele;
• Uma camada celular constituída de micrômeros e macrômeros, denominada blastoderme.

EMBRIOLOGIA I

Tipos de Óvulos

Os óvulos podem ser classificados conforme o teor e a distribuição de vitelo, a substância nutritiva utilizada pelo embrião durante seu desenvolvimento.

Podem-se reconhecer quatro tipos básicos de óvulo: oligolécitos, heterolécitos, telolécitos e centrolécitos.

Oligolécito (oligo = pouco; lecito = vitelo), homolécito ou isolécito (homo ou iso = igual) — possui pouco vitelo homogeneamente distribuídos e sua segmentação é total ou holoblástica (holo = todo; blasto = germe) e igual, pois origina uma mórula com blastômeros de tamanhos aproximadamente iguais; são observados em poríferos, celenterados, equinodermos e alguns mamíferos. 

Heterolécito (hetero = diferente) - apresenta quantidade de vitelo intermediária entre a dos ovos oligolécitos e telolécitos (daí os outros nomes: mesolécito ou mediolécito) e concentrada mais no polo vegetal ou vegetativo que no polo animal (região superior); a segmentação é total e desigual, pois, por ter menos vitelo, o polo animal divide-se mais rapidamente e produz células menores e mais numerosas que as produzidas no outro polo; é o ovo de anfíbios, de vários peixes e de alguns invertebrados (maioria dos moluscos, anelídeos, peixes, anfíbios e platelmintos).

Telolécito (telo = ponta) ou megalécito (mega = grande) - o núcleo e o citoplasma formam uma pequena gota sobre uma quantidade enorme de vitelo (também chamado de gema, neste caso); a segmentação é meroblástica (mero = parte) ou parcial e discoidal – pois ocorre apenas no polo animal e forma um pequeno disco de células (cicatrícula), encravado na gema; encontrados em répteis, aves, certos peixes.

 Centrolécito - o vitelo ocupa a região central da célula e não se divide; o núcleo divide-se várias vezes no interior do vitelo e migra para a periferia, seguindo-se a divisão do citoplasma; a segmentação é meroblástica e superficial; é o ovo da maioria dos artrópodes (insetos e outros).