universidade federal do paraná setor de ciências

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SETOR DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR
DISCIPLINA: BC042 – BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO
PROFas. FLAVIA S. RIOS e CAROLINA C. DE OLIVEIRA
LISTA DE EXERCÍCIOS No 1 - QUESTÕES PARA ESTUDO1
1.
Por que dizemos que uma fêmea de ouriço-do-mar libera um óvulo enquanto uma fêmea de vertebrado
libera um ovócito?
ovócito
2. No processo de fecundação do ouriço-do-mar, explique como ocorre:
A)
B)
C)
D)
E)
F)
Quimioatração
Reconhecimento espécie-específico
Reação acrossômica
Bloqueio da polispermia
Formação dos pró-núcleos masculino e feminino
Singamia
3. Qual a origem e as principais consequências das ondas de cálcio que ocorrem no citoplasma do
óvulo/ovócito fertilizado.
4.
Os embriões de mamíferos diferem da maioria dos demais embriões animais por conterem poucos RNAs
de origem materna e assincronia das clivagens. Na maioria dos organismos,
organismos o que caracteriza o período de
clivagens?
clivagens
5.
Duas espécies hipotéticas A e B apresentam ovos com muito e pouco vitelo,
vitelo respectivamente.
Considerando que ambas atingem um nível de com
complexidade equivalente no adulto, responda:
A) Qual(is) a(s) possível(is) estr
estratégia
atégia(s)
égia que a espécie B utiliza para atingir a mesma complexidade de A.
B) Qual a provável classificação dos ovos destas duas espécies quanto à quantidade e distribuição do
vitelo? Justifique.
C) Que tipo de clivagem os embriões das duas espécies realizam? Justifique.
6.
Um tecido embrionário “X” apresenta células firmemente aderidas umas às outras e polarizadas, que
vamos denominar células “X1”. Em um dado momento do desenvolvimento, algumas células deste tecido
(células “X2”) deixam de expressar moléculas de adesão e soltam-se do mesmo, passando a migrar através
da matriz extracelular, indo se condensar mais adiante, ao encontrar o tecido Y, ao qual se aderem. Além
disso, outras células do tecido X (células “X3”) passam a expressar moléculas de adesão celular diferentes
daquelas que as células “X1” expressam e mudam de um formato cúbico para piramidal.
A) Quais células acima citadas apresentam comportamento epitelial e mesenquimal
mesenquimal? Justifique.
B) Em que parte(s) da descrição acima ocorreu uma ingressão,
ingressão uma delaminação e uma invaginação?
invaginação
Justifique.
7.
Em muitas espécies, todas as células da blástula estão em contato com o meio externo, incluindo aquelas
cujo destino é dar origem à endoderme e mesoderme.
A) Qual(is) o(s) mecanismo(s) que o embrião utiliza para interiorizar as células da endoderme e da
mesoderme,
mesoderme passando a ser totalmente revestido pela ectoderme?
B) Cite exemplos em três espécies distintas.
C) Como se chama a fase do período embrionário em que ocorre a formação dos folhetos embrionários
em todas as espécies?
O objetivo desta lista é direcionar o estudo, não sendo necessário entregá-la. Algumas destas questões serão cobradas na prova tal qual
são apresentadas na presente lista.
1
8.
No camundongo, a compactação ocorre no concepto de 8 células, enquanto, em humanos, ocorre no
concepto de 16 células. Nas duas espécies, após a compactação, os blastômeros nos conceptos com 8, 16
ou 32 células são polarizados.
polarizados No estádio de 8 células, todos os blastômeros apresentam a mesma
expressão gênica.
gênica Porém, na mórula (32 blastômeros), algumas células expressam
expressam certos genes que não
são expressos por outros.
outros Com base nas informações acima e em seus conhecimentos, responda:
A) Sabendo que os blastômeros são polarizados tanto nos conceptos com 8 quanto com 32 células,
poderíamos dizer que a polarização nada tem a ver com a expressão gênica? Justifique.
B) O que ocorre entre o estádio de 8 e de 32 células que afeta a expressão gênica?
C) É possível dizer que o processo de diferenciação celular já se iniciou na mórula?
D) Em todos os estádios citados acima as células são totipotentes? Justifique.
9. Em um estudo com conceptos de camundongo no estádio de 8 células, a expressão de E-caderina foi
inibida através de RNA de interferência (iRNA). Considerando que nenhuma outra alteração estaria
presente e que as clivagens prosseguissem, responda:
A) Os blastômeros iriam se dissociar e se dispersar? Por que?
B) O processo de diferenciação celular ocorreria normalmente? Por que?
C) Este embrião poderia se desenvolver normalmente, teria anomalias ou o desenvolvimento se
interromperia em seguida? Por que?
10. Digamos que a expressão de E-caderina em uma gástrula de anfioxo fosse normal, porém expressão de Ncaderina fosse inibida.
A) A formação de qual tecido, órgão ou sistema seria imediatamente prejudicada?
B) Mesmo assim, este embrião iria sobreviver? Por que?
11. As células da notocorda utilizam mecanismos de comunicação celular para alterar o destino das células da
ectoderme adjacente a elas, convertendo o destino epidérmico em neural (placa
placa neural).
neural
A) Que tipo de sinalização ocorre neste caso: autócrina, parácrina ou endócrina? Justifique.
B) No exemplo citado, quem são as células indutoras e as responsivas?
responsivas
C) Como é possível alterar o destino de uma célula através de comunicação celular?
D) Neste exemplo, cite 2 alterações de fenótipo que as células responsivas sofrem.
E) Neste caso, ocorre alteração de genótipo de alguma célula envolvida?
12. O que é um fator
fator de transcrição e um membro de via de sinalização e como a presença dessas proteínas
pode influenciar no fenótipo de uma célula?
13. Observe os esquemas abaixo. A Fig.1 representa conceptos de mamíferos e a Fig. 2 representa
esquematicamente a formação de populações celulares (A, B, C, etc.). Explique a relação entre as duas
figuras, citando os mecanismos envolvidos na formação de diferentes populações de células nos conceptos
de mamíferos.
Fig. 1
Trofoblasto:
• Eomesodesmina
Todas as células: • Cdx2
• Eomesodesmina
• Cdx2 (caudal like t. f.)
• Oct4
Trofoblasto:
• Eomesodesmina
Massa celular
• Cdx2
Interna
• Oct4
• Stat3
• Nanog
Epiblasto
• Nanog e Oct-4
Hipoblasto
• Gata6 e
Oct-4
Fig. 2
14.
Você iniciou um estágio em um laboratório de Biologia do Desenvolvimento no qual estão sendo feitas
pesquisas para tentar regenerar o tecido cutâneo lesado de ratos a partir de células de embriões da
mesma espécie. Para tanto, as células embrionárias devem ser transplantadas em regiões de pele lesada.
Em sua primeira semana de estágio, você efetuou alguns transplantes, utilizando células embrionárias
cultivadas para regenerar a pele lesada das costas dos ratos, porém não prestou muita atenção ao que
estava escrito nas etiquetas das garrafas de cultivo. Passado algum tempo, a pele de diversos ratos foi
regenerada com sucesso, sendo que as células embrionárias deram origem à derme e epiderme com
características do local para o qual foram transplantadas. Entretanto, em um dos ratos, formou-se uma
orelha no local do transplante (costas). Considerando que todos os ratos utilizados no experimento
tinham a mesma idade, sexo, peso e condições gerais de saúde, responda:
A) Para que a regeneração fosse bem sucedida, as células transplantadas deveriam ter qual potencial
(totipotência, pluripotencia, etc) e estar em qual etapa do comprometimento (especificação
especificação,
especificação
determinação e diferenciação)?
diferenciação
B) O que deve ter gerado a formação de uma orelha ao invés de tecidos característicos das costas de um
dos ratos?
C) Comente o fato ocorrido, utilizando os conceitos de ind
indução e competência.
competência
D) Como este erro poderia ter sido evitado?
E) Você acha que vai conseguir se manter neste estágio após este fato?
15.
Proponha um experimento para provar que uma célula é determinada.
determinada
16.
Explique qual a origem e como ocorre a distribuição assimétrica de alguns fatores maternos no ovócito
da Drosophila durante a ovogênese.
17.
Se os fatores maternos do ovócito destinados à padronização dos eixos corporais da Drosophila estão
presentes desde a ovogênese, porque atuam somente após a fecundação?
18.
O mRNA Hunchback de origem materna distribui-se uniformemente no ovócito da Drosophila e a
presença da proteína Hunchback impede a formação de estruturas abdominais. A função da proteína
Nanos é inibir Hunchback. Sabendo disso, responda e justifique suas respostas:
A) Em um embrião normal (selvagem),
(selvagem) Nanos deve estar presente na região anterior ou posterior?
B) Qual seria o fenótipo de uma larva mutante Nanos? Justifique.
C) O que acontecerá se injetarmos a proteína Nanos na região anterior de um embrião selvagem?
selvagem
D) O que acontecerá se injetarmos a proteína Nanos na região posterior de um embrião selvagem?
selvagem
E) O que acontecerá se injetarmos a proteína Nanos na região anterior de um embrião mutante Nanos?
F) O que acontecerá se injetarmos a proteína Nanos na região posterior de um embrião mutante Nanos?
19.
Qual das regiões apresentadas no esquema abaixo tem maior probabilidade de formar a cabeça de uma
larva de Drosophila? Por que?
Concentração da proteína Bicoid
maior
A
20.
menor
B
C
D
E
Explique brevemente como os fatores maternos, e os produtos dos genes Gap, Pair-rule, de polaridade
de segmentos e homeóticos (HOM) atuam na segmentação do corpo da Drosophila.