A Célula - uma unidade biológica

 

 

A célula pode ser definida como uma massa de substância viva delimitada por uma membrana que protege o citoplasma e o núcleo.

É capaz de realizar todas as funções vitais importantes para ela, sendo considerada a unidade biológica (morfológica e funcional) na estrutura dos organismos.

 

 

CITOLOGIA

 

Ø        Etmologia: do grego kytos = célula e logos = estudo.

Ø        Conceito: parte da Biologia que se ocupa do estudo da célula relativamente à sua estrutura, suas funções e sua importância.

 

 

DESCOBERTAS

 

Ø        Robert Hooke (1665) – primeira observação de células em fragmento de cortiça.

Ø        Theodor Schwann (1839) – conclui que todos os seres vivos são formados de células.

Ø        Rudolf Virchow (1858) – afirma que toda célula é proveniente de outra célula.

 

 

MICROSCOPIA

 

É o estudo das estruturas celulares, feito com o auxílio do microscópio.

 

Ø        Microscópio óptico: funciona com luz e tem pequeno poder de resolução*. É possível observar células vivas em atividade.

Ø        Microscópio eletrônico: usa feixes de elétrons e tem grande poder de resolução (mais de 500 000 vezes). Só é possível observar células mortas, porém em todas as dimensões.

 

* poder de resolução é a capacidade de aumento ou de distinguir entre dois pontos muito próximos.

 

 

TEMPO DE VIDA

 

Ø        Células lábeis: pouco diferenciadas, de curta duração e que não se reproduzem. Após cumprirem suas funções, morrem e são substituídas.

Ex: as hemácias e os gametas.

Ø        Células estáveis: mais diferenciadas, de longa duração, se reproduzem e regeneram.

Ex: células musculares lisas e células epiteliais.

Ø        Células permanentes: altamente diferenciadas, com funções muito especializadas, duram a vida toda do organismo, não se reproduzem nem regeneram.

Ex: células musculares estriadas e células nervosas.

 

 

DIMENSÕES CELULARES

 

Ø        Microscópicas: a maioria delas. Ex: bactérias, protozoários.

Ø        Macroscópicas: gema de ovos, alvéolos de laranja, óvulo humano, célula da bainha da folha da bananeira.

 

 

MEDIDAS

 

As células são medidas em:

 

Ø        µm (micrometro) = 0,001 mm (1 milésimo de milímetro)

Ø        nm (nanometro) = 0,000 001 mm (1 milionésimo de milímetro)

Ø        Å (Ångström) = 0,000 000 1 mm (1 décimo milionésimo de milímetro)

 

A grande maioria ou quase totalidade das células tem dimensões microscópicas, medidas em micrômetros. Existem, porém, células macroscópicas como a gema do ovo, a fibra do algodão e as células das algas Nitella sp. e Acetabularia sp., que são medidas em centímetros (cm).

As menores células conhecidas pertencem às bactérias do gênero Mycoplasma (PPLO), que podem ser menores que alguns vírus e são medidas em nanômetros.

 

 

PROCARIOTAS e EUCARIOTAS

 

Ø        Procariotas: células onde o núcleo não é individualizado por falta de cariomembrana, não apresentam orgânulos membranosos. O material nuclear está disperso no citoplasma. Encontradas nas bactérias e cianobactérias.

Ø        Eucariotas: o núcleo é individualizado, a cariomembrana envolve o material nuclear, são mais evoluídas e possuem orgânulos membranosos. Encontradas nos protistas, fungos, vegetais e animais.

 

 

ORGÂNULOS ou ORGANELAS

 

São estruturas celulares destinadas à realização de funções vitais.

 

Ø        Orgânulos não-membranosos: centríolos, ribossomos, microtúbulos, cromossomos e nucléolo.

Ø        Orgânulos membranosos: mitocôndrias, plastos, vacúolos, retículo endoplasmático, complexo golgiense e lisossomos.

 

 

CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL

 

Ø        Célula vegetal: formato prismático, com parede celular e plastos. Não possuem lisossomos nem centríolo, os vacúolos são grandes e em pequena quantidade (vacúolos de suco celular).

Ø        Célula animal: geralmente arredondadas, sem parede celular nem plastos. Apresentam lisossomos, os vacúolos são pequenos e em grande quantidade (vacúolos digestivos e pulsáteis).

 

 

 

A ORGANIZAÇÃO CELULAR DOS SERES VIVOS

 

A célula - sua estrutura e funcinamento

  

 

Com exceção dos vírus, todos os demais seres têm as suas estruturas fundamentadas na célula. Muitos são apenas unicelulares, outros são multicelulares. Mas, a despeito de algumas diferenças, a arquitetura fundamental da célula se repete com impressionante semelhança em todos os níveis de organização, o que justifica considerarmos a célula como a unidade biológica.

Na sua diminuta dimensão, a célula demonstra um admirável arranjo na disposição de microestruturas diferentes, que representam os seus orgânulos. A ela cabe a realização de importantes funções, como o determinismo genético, a síntese de proteínas, o armazenamento e a liberação de energia, a produção de substâncias que devem atuar no meio extracelular controlando as funções do organismo, ou até mesmo cuidando em manter o equilíbrio físico-químico (hidrossalino e ácido-básico) fundamental à preservação da vida.

 

A parte da Biologia que estuda a célula se chama Citologia.

 

O termo célula foi usado pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke, quando observava em um microscópio rudimentar um pequeno fragmento de cortiça. A cortiça é um tecido vegetal obtido da casca de caules velhos de certas árvores, no qual as células já morreram e desapareceram. Mas as células deixam o seu vestígio no contorno das camadas de suberina, substância que antes as envolvia. Vendo aquela grande quantidade de diminutos espaços vazios na estrutura da planta, Hooke resolveu chamá-los de células – pequeninas celas. Tempos depois outros cientistas conseguiram ver a célula viva e descobriram que ela é um corpo minúsculo, cheio de conteúdo e com funções muito importantes. Mas o nome célula foi conservado.

 

Em virtude de suas minúsculas dimensões, as células só podem ser estudadas com ajuda do microscópio. Ele é um aparelho que aumenta as imagens.

 

Ø        O microscópio óptico ou de luz (MO) usa um feixe de luz que atravessa a célula, passa por um sistema de lentes e vai projetar no olho do observador a imagem imensamente aumentada. Como a maior parte da estruturas celulares não tem cor, usam-se corantes específicos para determinadas partes da célula. Os tecidos têm de ser preparados em cortes finíssimos, para que a luz os atravesse. Pode-se observar a célula viva, dependendo da técnica de preparação.

 

Ø        O microscópio eletrônico (ME) usa um feixe de elétrons que é detonado por um canhão de elétrons numa câmara de vácuo, onde é posto o material com a célula a ser examinada. A imagem é observada, indiretamente, em uma tela. Só podemos observar células mortas embora seja possível vê-la por todos os ângulos.

 

O microscópio óptico oferece aumentos de 100 até 1 200 vezes, enquanto o eletrônico pode ampliar a imagem mais de 500 000 vezes. A capacidade de aumento de um microscópio é denominada poder de resolução, que é a capacidade de distinção entre dois pontos muito próximos.

 

Células Procariotas e Eucariotas

 

Em alguns organismos mais simples a célula não apresenta um núcleo individualizado, bem visível, em cujo interior se concentra o material genético. Falta-lhe a membrana nuclear, carioteca ou cariomembrana; o conteúdo nuclear se apresenta espalhado por todo o interior celular, dando a impressão de que a célula não possui núcleo. Ela o possui, apenas não está individualizado; encontra-se disperso ou difuso no citoplasma. Esse tipo de célula é chamado de procariota e, os organismos que são formados por células desse tipo são os procariontes. Bactérias e cianófitas (algas cianofíceas) são procariontes e estão agrupadas no reino Monera.

Todos os demais seres possuem células com núcleo bem individualizado, dotadas de cariomembrana e são chamados eucariontes, e suas células, visivelmente nucleadas, são qualificadas de eucariotas. São os protistas, fungos, vegetais e animais.

 

A Origem das Células

 

Segundo a hipótese que tenta explicar a origem da vida, as primeiras células que surgiram eram procariotas anaeróbias. Essas células, para sobreviver, realizavam a fermentação. Posteriormente apareceram as células procariotas fotossintetizantes. Estas tinham a capacidade de realizar a fotossíntese, liberando o oxigênio (O₂) para a atmosfera terrestre. Depois delas surgiram as células procariotas aeróbias, que passaram a utilizar o O₂ para respirar.

Tudo isso aconteceu há cerca de 3,5 bilhões a 2 bilhões de anos. A partir dessa época surgiram as células eucariotas. A princípio, essas células tinham a estrutura de uma célula procariota anaeróbia. Sua membrana começou a formar evaginações e invaginações de tal forma que sua superfície tornou-se bastante ampliada. Essas transformações da membrana foram originando organelas, como o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e a própria carioteca.

Acredita-se que os cloroplastos e as mitocôndrias são as únicas organelas que não tiveram essa origem. As mitocôndrias teriam se formado a partir de bactérias aeróbias que foram englobadas por seres eucariontes anaeróbios. A partir daí, passaram a viver numa relação mutualística: o eucarionte dava proteção à bactéria aeróbia (agora mitocôndria) e desta aproveitava a capacidade respiratória que lhe fornecia a energia necessária à sua sobrevivência.

Da mesma forma, alguns procariontes fotossintetizadores associaram-se com certos eucariontes passando a viver mutualisticamente. No curso da evolução esses procariontes tornaram-se cloroplastos vivendo em organismos eucariontes, agora fotossintetizadores.

 

As Dimensões das Células

 

1 µm (micrômetro) = 0,001 mm (1 milésimo de milímetro)

1 nm (nanômetro) = 0,000 001 mm (1 milionésimo de milímetro)

1 Å (Ångström) = 0,000 000 1 mm (1 décimo milionésimo de milímetro)

 

A grande maioria ou quase totalidade das células tem dimensões microscópicas, medidas em micrômetros. Existem, porém, células macroscópicas como a gema do ovo, a fibra do algodão e as células das algas Nitella sp. e Acetabularia sp., que são medidas em centímetros (cm).

As menores células conhecidas pertencem às bactérias do gênero Mycoplasma (PPLO), que podem ser menores que alguns vírus e são medidas em nanômetros.

 

Estruturas Celulares dos Eucariontes

 

Existem algumas diferenças notáveis entre células animais e vegetais, mas, a arquitetura e o padrão geral de funcionamento são os mesmos para todas.

As células vegetais costumam ter contornos prismáticos, com grandes vacúolos centrais, deixando o citoplasma comprimido na periferia. A sua membrana plasmática é protegida por uma parede celular formada de celulose.

A célula animal costuma ser arredondada ou achatada, sem ângulos acentuados, revelando ausência de grandes vacúolos, bem como de parede celular.

A maior parte dos orgânulos intracelulares é delimitada por membranas lipoprotéicas. São os orgânulos membranosos como o retículo endoplasmático, complexo golgiense, mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos e núcleo que, juntamente com a membrana plasmática, formam o sistema de membranas da célula.

Alguns poucos orgânulos não são delimitados por membranas como os ribossomos, centríolos e cromossomos que formam o sistema não-membranoso.

 

 

MEMBRANAS CELULARES: OS PORTÕES DAS CÉLULAS

 

A membrana plasmática é o envoltório celular, regula a entrada e saída de substâncias e impede que o conteúdo celular se derrame para o exterior.

Ela se apresenta ao ME com duas camadas escuras, mais densas, separadas por uma camada mais clara, menos densa.

Atualmente se admite que a membrana plasmática é formada por uma dupla camada lipídica (fosfolipídios) e mergulhadas nessa matriz lipídica encontram-se as moléculas de proteínas com ampla capacidade de movimentação e deslocamento, cabendo-lhes papel de relevante importância na retenção e no transporte de outras moléculas através da membrana, entre os meios intra e extracelulares.

 

As substâncias lipossolúveis atravessam a membrana, passando diretamente através da dupla camada lipídica.

As demais são transportadas pelas moléculas protéicas que se movimentam, recolhendo-as de um lado e largando-as do outro. Íons e pequenas moléculas hidrossolúveis, inclusive a própria água, atravessam a membrana por minúsculos canais formados pelas moléculas protéicas.

 

Especializações da Membrana Plasmática

 

A membrana plasmática revela adaptações especiais como: microvilosidades, desmossomos, interdigitações, plasmodesmos, cílios e flagelos.

 

Ø        Microvilosidades são minúsculas expansões em forma de dedos na superfície da célula que se projetam para o meio extracelular quando se torna necessário ampliar a área de absorção da célula. São numerosíssimas nas células epiteliais de revestimento da mucosa intestinal.

Ø        Desmossomos são destinados à maior fixação de uma célula às suas vizinhas. Cada desmossomo compreende duas metades, cada um pertencente a uma célula. O espaço entre eles contém uma substância cimentante formada por moléculas de glicoproteínas.

Ø        Interdigitações representam um recurso para proporcionar a melhor ligação das células entre si num tecido. A superfície celular descreve saliências e reentrâncias que se encaixam perfeitamente nas das células vizinhas.

Ø        Plasmodesmos compreendem pontes de continuidade do citoplasma entre células vizinhas, graças a diminutas interrupções nas membranas de separação entre tais células. São exclusivos das células vegetais.

Ø        Cílios e flagelos são expansões celulares finas e muito móveis que contribuem para a movimentação celular com deslocamento ou para proporcionar o aparecimento de correntes líquidas ao redor das células. Em bactérias, protozoários, euglenófitas, pirrófitas e em células reprodutoras (gametas masculinos) de plantas e animais (anterozóides e espermatozóides) esses orgânulos atuam na motricidade celular. Em tecidos animais, como no epitélio ciliado das trompas de Falópio e no epitélio ciliado da traquéia, eles formam um fluxo de líquido. Em células bacterianas essas estruturas são apenas expansões citoplasmáticas. Já nos protozoários e organismos multicelulares, flagelos e cílios são mais complexos e ligados ao centríolo (microtúbulos).Os cílios são curtos e numerosíssimos, enquanto os flagelos são longos e pouco numerosos.

 

A Parede Celular ou Parede Esquelética

 

Aparece nas células dos vegetais, das algas protistas, dos fungos e dos organismos procariontes (bactérias e cianofíceas) como um envoltório rígido e espesso, que serve de proteção e suporte. Não existe nas células dos animais ou dos protozoários.

Sua composição química varia segundo o tipo celular.

Assim, nas bactérias é composta de glicoproteínas; nas algas diatomáceas compõe-se de sílica; nos fungos é constituída de quitina, etc.

Nas células vegetais jovens, a parede celular compõe-se de celulose e pequena quantidade de pectina e glicoproteínas. Essa é a parede celular primária que é pouco rígida, apresentando certa elasticidade e permeabilidade.

À medida que a célula se diferencia, tornando-se adulta, na parede celular primária depositam-se substâncias de natureza química diferente como, por exemplo, a lignina e a suberina, formando a parede celular secundária. O espaço ocupado pelo lúmen celular diminui devido ao espessamento dessa parede. Em alguns casos o conteúdo vivo acaba por morrer, restando um lúmen vazio como acontece na cortiça.

As células vegetais que permanecem em contato direto com a atmosfera apresentam uma cobertura de substâncias de natureza graxa (cutina ou cera), cujo objetivo é evitar a perda excessiva de água. Geralmente a parede celular não é contínua, deixa uns poros ou pontuações em certas regiões por onde o citoplasma de uma célula se comunica com o citoplasma de células vizinhas através dos plasmodesmos.

Apesar de rígida, a parede celular é permeável à água, que a atravessa livremente em ambos os sentidos. Ela pode se destacar da membrana plasmática se a célula for submetida a uma solução hipertônica e perder água para o meio extracelular. Neste caso, o citoplasma se retrai e a membrana plasmática se desgarra da parede celular.

 

 

Atividades da Membrana Plasmática

 

O que caracteriza a vida da célula é a sua inalterável constituição físico-química, e compete à membrana celular manter um controle rígido do intercâmbio de substâncias entre os meios intra e extracelular. O conjunto de substâncias que formam a matéria viva e ativa da célula recebe o nome de protoplasma e compõe-se de soluções coloidais, soluções químicas e suspensões.

 

As soluções coloidais não atravessam as membranas semipermeáveis, entretanto a água e as soluções químicas podem atravessar facilmente a membrana pelo processo de difusão simples que compreende a osmose e a diálise.

 

A osmose é a passagem de moléculas de água através de uma membrana semipermeável sempre no sentido do meio hipotônico para o meio hipertônico.

Se a célula não se mantiver em isotonia com o meio extracelular pode ocorrer a turgescência ou a plasmólise.

Na turgescência a célula absorve um excesso de água que a faz aumentar de volume, podendo ocorrer a ruptura da membrana e a morte celular.

Na plasmólise a célula perde água para o meio e se desidrata. Seu volume sofre retração, podendo ocorrer a morte celular. Recolocada em meio isotônico ela volta ao volume normal.

 

A diálise é a difusão de partículas do soluto das soluções químicas através da membrana plasmática sempre no sentido da solução mais concentrada para a solução menos concentrada.

 

Na difusão facilitada participam moléculas de natureza protéica que recolhem pequenas moléculas e íons do meio extracelular e os descarregam no meio intracelular e vice-versa.

 

A osmose, a diálise e a difusão facilitada são consideradas como transporte passivo, pois em nenhuma delas ocorre dispêndio de energia pela célula. Em função dessas atividades, dizemos que a membrana plasmática é dotada de permeabilidade seletiva, controlando as substâncias que entram ou saem do meio celular.

 

A membrana realiza ainda o transporte ativo e o transporte em bloco.

 

No transporte ativo já se observa o consumo de energia pela célula.

Ele consiste na passagem de moléculas de um lado para o outro da membrana plasmática sempre contra um gradiente de concentração, contra as leis da difusão.

A absorção de sais pelas raízes das plantas e a passagem da glicose para o interior das células são exemplos de transporte ativo.

 

O transporte em bloco compreende o englobamento de substâncias cujo volume não poderia atravessar a membrana sem rompê-la. A célula promove modificações na sua superfície no sentido de englobar o material a ser recolhido ou eliminado.

Compreende a endocitose (fagocitose e pinocitose) e a exocitose.

A fagocitose é o englobamento de partículas sólidas. Amebas, leucócitos e macrófagos (tecido conjuntivo) realizam fagocitose emitindo pseudópodos (expansões citoplasmáticas) que abraçam o material a ser englobado.

A pinocitose é o englobamento de partículas líquidas. As células da mucosa intestinal absorvem os nutrientes resultantes da digestão por pinocitose.

A exocitose ou clasmocitose é um movimento contrário à endocitose destinado à expulsão de substâncias.

 

 

O CITOPLASMA E SUAS ESTRUTURAS

 

O citoplasma tem uma estrutura complexa com uma emaranhada rede de canalículos, e os espaços que permeiam essa rede são preenchidos por um material que constitui o hialoplasma ou citoplasma fundamental.

No espaço entre a membrana plasmática e a nuclear encontram-se: retículo endoplasmático, mitocôndrias, complexo ou aparelho golgiense, cloroplastos, centríolos ou centrossomos, ribossomos, lisossomos, vacúolos e microtúbulos.

 

O retículo endoplasmático é um sistema de canalículos que confluem para pequenos vacúolos ou se abrem em bolsas achatadas ou cisternas, formando uma emaranhada rede que ocupa a maior parte do citoplasma.

Todo esse sistema é delimitado por membranas lipoprotéicas.

Ele só é encontrado nas células dos eucariontes, estendendo-se muitas vezes desde a membrana plasmática até a carioteca, aumentando grandemente a superfície interna celular.

Em alguns pontos observa-se a presença de grande número de ribossomos aderidos à face externa das membranas do retículo endoplasmático. Os ribossomos são grânulos formados de proteínas e RNA que atuam na síntese protéica. As regiões do retículo endoplasmático onde se acumulam os ribossomos caracterizam o retículo endoplasmático granuloso (REG). Nas células glandulares e naquelas onde a síntese protéica é intensa, o REG se mostra muito desenvolvido. Quando o retículo endoplasmático apresenta membranas lisas, sem ribossomos, é chamado de retículo endoplasmático não-granuloso (RENG), funcionando na síntese de lipídios e como via de transporte de substâncias de um ponto para outro do citoplasma.

 

O RENG desempenha as seguintes funções:

 

Ø        Nele se realizam reações enzimáticas facilitadas por sua ampla superfície;

Ø        Transporta substâncias através da formação de vesículas;

Ø        Armazena substâncias por meio de vacúolos;

Ø        Sintetiza lipídios como o colesterol, a lecitina e os hormônios sexuais.

 

O REG, além dessas funções, sintetiza proteínas graças à presença dos ribossomos.

 

O complexo golgiense é uma região especial do RENG que se mostra como um empilhamento de bolsas achatadas ou cisternas, rodeadas de pequenos vacúolos ou vesículas que se desprendem da bolsa por brotamento. Existe em todas as células eucariotas.

 

Desenvolve as seguintes atividades:

 

Ø        Acúmulo de proteínas sintetizadas no REG para posterior eliminação por clasmocitose;

Ø        Produção de glicoproteínas graças à associação de moléculas de proteínas provenientes do REG com polissacarídeos sintetizados no próprio complexo golgiense pela polimerização de monossacarídeos obtidos pela alimentação;

Ø        Síntese de esteróides, como sucede em células das glândulas supra-renais e nas gônadas.

 

As mitocôndrias são encontradas em todas as células eucariotas. O seu contorno é delimitado por uma dupla membrana lipoprotéica. A externa é lisa e a interna é pregueada ou franjada, com numerosas dobras perpendiculares ao eixo do orgânulo chamadas de cristas mitocondriais. Essas cristas dividem o interior da mitocôndria em lojas que fazem continuidade entre si. O interior do orgânulo é preenchido por um material homogêneo, a matriz mitocondrial.

Desenvolvem importante atividade nos processos metabólicos celulares.

Reprocessam a energia contida nas moléculas dos compostos orgânicos obtidos pela alimentação (respiração celular), transferindo o acúmulo energético para outras moléculas especializadas para armazenamento e liberação rápida de energia. Elas produzem moléculas de ATP (adenosina trifosfato).

Dispõem de moléculas de DNA e RNA, ribossomos, sintetizam suas próprias proteínas e se auto-reproduzem.

 

Plastos ou plastídios são orgânulos de estrutura membranosa encontrados em todas as células vegetais e em alguns protistas como as euglenófitas e diatomáceas. São inexistentes nas moneras, nos fungos e nos animais.

Os plastos são dotados de uma dupla membrana de natureza lipoprotéica. A externa é lisa e a interna faz dobras ou franjas que se dispõem como lâminas paralelas no sentido do maior eixo do plasto. Essas dobras se chamam lamelas e na sua estrutura química se encontra a clorofila, substância extremamente importante para a realização da fotossíntese. São portadores de DNA, RNA, ribossomos e se auto-reproduzem.

Compreendem algumas variedades que se distinguem essencialmente pela cor, em função dos pigmentos de que são portadores:

 

Ø        Cloroplastos (verdes – com clorofila);

Ø        Leucoplastos (brancos – com amido ou lipídios);

Ø        Cromoplastos ou cromatóforos (amarelos – xantoplastos; pardos – feoplastos; vermelhos – eritroplastos).

 

De qualquer cor, todos eles são cloroplastos disfarçados, que acumularam pigmentos diversos, encobrindo a clorofila. Os leucoplastos são brancos pelo acúmulo de amido, lipídios ou proteínas. São abundantes nas células de armazenamento das raízes, caules e frutos. Os cromoplastos acumulam pigmentos carotenóides que lhes dão a cor amarela, alaranjada ou vermelha. Podem ser vistos nas folhas, nos frutos, na cenoura, beterraba, etc.

 

Os lisossomos são minúsculas vesículas delimitadas por membrana lipoprotéica e espalhadas pelo citoplasma. Existem sempre nas células animais. Desempenham papel importante na realização da digestão intracelular, pois encerram no seu interior razoável quantidade de enzimas hidrolisantes (proteolíticas, lipolíticas e glicolíticas).

Atuam intensamente na autólise e autofagia.

Quando um orgânulo envelhecido é digerido no lisossomo ocorre a autofagia e quando há necessidade da destruição total da célula os lisossomos se rompem e seu conteúdo se derrama no citoplasma, realizando a autólise (metamorfose dos sapos, por exemplo).

 

O desenvolvimento de seres multicelulares depende da morte programada de certas células. Esse fenômeno biológico, regulado por genes, é conhecido como apoptose:

 

Ø        Durante a metamorfose dos anfíbios, desaparecem as guelras, as nadadeiras e a cauda.

Ø        No embrião humano, os sulcos dos dedos das mãos são formados como conseqüência da morte das células das membranas interdigitais. A apoptose resulta da ação de enzimas digestivas presentes nos lisossomos.

A ocorrência de alterações nos genes responsáveis pela apoptose pode ser transmitida aos descendentes

 

Os peroxissomos são pequeninas vesículas contendo enzimas oxidantes e limitadas por membrana lipoprotéica. Originam-se a partir do RENG, onde acumulam enzimas provenientes do REG. Dentre as enzimas acumuladas, a de ação mais notável é a catalase, que oxida a água oxigenada ou peróxido de hidrogênio (H₂O₂), decompondo-a em água comum e oxigênio nascente. A água oxigenada se forma nas células como produto final de certas reações e tem efeito altamente lesivo.

 

Os vacúolos dividem-se em três tipos essenciais: digestivos, pulsáteis e de suco celular.

 

Ø        Os vacúolos digestivos são resultantes da fusão de fagossomos ou pinossomos com os lisossomos (fagocitose e pinocitose).

Ø        Os vacúolos pulsáteis ou contráteis são encontrados nos protozoários e euglenófitas, nos quais contribuem para a manutenção do equilíbrio homeostático, pois eliminam o excesso de água e alguns derivados nitrogenados do metabolismo protéico, como amônia.

Ø        Os vacúolos de suco celular são observados nas células vegetais. Contêm água com algumas substâncias e pigmentos. Pequenos e numerosos nas células vegetais jovens, crescem e se fundem na célula vegetal adulta, formando poucos e enormes vacúolos repletos de líquidos que deslocam o citoplasma para a periferia.

 

O centrossomo, centro-celular ou centríolo é uma estrutura não membranosa do citoplasma, existente em células de animais e de vegetais inferiores (algas e briófitas). Só é bem visível durante a mitose (divisão celular), quando dele se irradiam os microtúbulos que orientam a distribuição dos cromossomos para as células-filha. São importantes também na formação de flagelos e cílios.

 

Os ribossomos são grãos formados por RNA e proteínas. Estão presentes em todos os seres vivos, até nos mais simples como os PPLO. Podem ser encontrados dispersos no citoplasma (procariontes) ou ligados ao REG (eucariontes).

 

 

O NÚCLEO CELULAR

 

É uma estrutura na maioria das vezes esférica, delimitada por uma membrana dupla com numerosos poros e que se apresenta praticamente em todas as células, pois nas procariotas ele se encontra difuso. As únicas células verdadeiramente anucleadas são as hemácias dos mamíferos.

Algumas células podem apresentar mais de um núcleo (polinucleadas) como as células musculares estriadas esqueléticas dos seres humanos.

O núcleo encerra nos seus cromossomos todo o material genético (DNA) que responde pela programação completa das atividades que a célula deverá desenvolver durante toda a sua vida e pela transmissão dos caracteres hereditários; controla a formação dos RNA, que no citoplasma vão comandar a síntese de proteínas; tem, portanto uma importância decisiva no comportamento e na vida da célula. Se ela perder o núcleo morrerá.

 

São componentes gerais do núcleo:

 

Ø        membrana nuclear, cariomembrana ou carioteca;

Ø        nucleoplasma, suco nuclear ou cariolinfa;

Ø        cromatina;

Ø        cromossomos;

Ø        nucléolos.

 

Cariomembrana é uma membrana dupla de natureza lipoprotéica, com numerosos poros, que faz continuidade com o retículo endoplasmático. Durante a mitose (divisão celular) ela se desfaz para voltar a se restaurar no final do processo.

 

Nucleoplasma, Suco nuclear ou Cariolinfa é um líquido claro, homogêneo, contendo água e proteínas globulares, onde se encontram mergulhados os outros componentes.

 

Cromatina é uma rede de filamentos delgados que se denominam cromonemas.

A cromatina é uma proteína composta por grande número de aminoácidos ligados a um radical de ácido nucléico (DNA). Durante a interfase, os cromonemas ficam distendidos, formando uma rede.

 

Cromossomos são cordões curtos e grossos formados pelo espiralamento dos cromonemas. Possuem centrômeros e braços.

São classificados em metacêntricos, submetacêntricos, acrocêntricos e telocêntricos.

Durante a interfase (fora do período de divisão), não se observam os cromossomos. O material que os forma está desenrolado, constituindo-se em pequenos filamentos de cromatina. Durante a divisão celular, esses filamentos se enrodilham e individualizam os cromossomos.

As numerosas moléculas de DNA encerradas no cromossomo representam os seus genes, o material genético responsável pela transmissão dos caracteres hereditários de pais a filhos. Cada cromossomo contém um grande número de genes.

 

Nucléolos são conglomerados de moléculas de RNAr, só observáveis durante a interfase.

 

 

Cariótipo e Genoma

 

Cariótipo é a constante cromossômica diplóide (2n) das células somáticas. É o conjunto de cromossomos da espécie. Nos seres humanos 2n = 46.

Na espécie humana, os cromossomos são classificados em 7 grupos, compreendendo 22 pares de cromossomos autossômicos, e mais um par de cromossomos sexuais que, no homem, é XY e, na mulher, XX.

 

A partir da análise de cariótipos, informações valiosas podem ser obtidas, tais como a existência de cromossomos extras ou de quebras cromossômicas, auxiliando no diagnóstico de certas anomalias genéticas.

Em fetos, normalmente a cariotipagem só deve ser feita quando há real suspeita de algum tipo de alteração cromossômica, já que as técnicas de coleta de material apresentam risco de aborto.

 

Genoma é a constante cromossômica haplóide (n) dos gametas. É a metade dos cromossomos da espécie. Nos seres humanos n = 23.

 

A divisão, multiplicação ou reprodução celular

 

É o fenômeno pelo qual uma célula se divide em duas novas células, o que pode representar fator importante no desenvolvimento de um organismo ou constituir-se num recurso de reprodução quando se trata de espécie unicelular.

 

As células dos organismos multicelulares apresentam dois tipos de divisão celular: a mitose e a meiose.

 

Mitose

ocorre geralmente nas células somáticas (do corpo) e tem a função de proporcionar o desenvolvimento do organismo e a renovação ou regeneração dos tecidos. É uma divisão com profundas alterações citoplasmáticas e nucleares. Cada célula-mãe (2n) dá origem a duas células-filhas (2n). Ocorre uma equilibrada distribuição dos cromossomos para as células-filhas, que serão idênticas à célula-mãe, pois encerram o mesmo número de cromossomos e contêm a mesma programação genética.

 

Fases da Mitose:

Durante a interfase, período de crescimento celular, os cromonemas se duplicam.

 

Ø        Prófase: espiralamento e individualização dos cromossomos. Formação do fuso mitótico e desaparecimento da cariomembrana.

Ø        Metáfase: arrumação dos cromossomos entre as fibrilas do fuso mitótico. Disposição dos cromossomos na placa equatorial.

Ø        Anáfase: separação e ascensão polar dos cromossomos.

Ø        Telófase: reconstituição nuclear, desespiralamento dos cromonemas e citodiérese (divisão do citoplasma).

 

 

A meiose é observada na formação de gametas e esporos (células reprodutoras). Só raramente ela contribui para a formação de células somáticas. É o processo pelo qual uma célula diplóide (2n) pode originar quatro células haplóides (n), o que se faz através de duas divisões celulares sucessivas. As células-filhas não são iguais geneticamente entre si, pois ocorre uma recombinação gênica.

 

 

Os cloroplastos e o processo de fotossíntese

 

Os cloroplastos são ricos em clorofila e são responsáveis pela fotossíntese. O seu número é variável de célula para célula. Apresentam duas membranas, uma externa (lisa) e uma interna (pregueada, formando lamelas). Possuem DNA e são capazes de auto-reprodução.

 

A fotossíntese é o fenômeno pelo qual os organismos clorofilados retêm a energia da luz e a utilizam na reação entre o CO₂ e a água para obtenção de glicose (matéria orgânica), com liberação de O₂ para o meio. A fotossíntese representa uma fonte permanente de matéria orgânica que é usada como alimento por todos os seres heterotróficos, como também possibilita a renovação constante do ar atmosférico, retirando o gás carbônico e liberando o oxigênio.

 

6CO₂ + 12H₂O --> C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂

 

A fotossíntese compreende duas etapas: a fase luminosa e a fase escura.

A fase luminosa exige a participação da luz para a formação de ATP (adenosina trifosfato) e fotólise da água (rompimento da molécula de água com liberação de oxigênio).

Encerrada a primeira fase, tem prosseguimento a segunda, mesmo na ausência de luz, daí a denominação de fase escura.

 

As mitocôndrias e o reprocessamento de energia na célula

 

As mitocôndrias apresentam duas membranas: uma externa (lisa) e uma interna (pregueada, formando as cristas mitocondriais). Elas extraem a energia acumulada nas moléculas orgânicas formadas na fotossíntese, guardando-a em moléculas de ATP, no processo chamado de respiração.

 

A respiração pode ser aeróbia ou anaeróbia.

 

A respiração aeróbia é uma seqüência de reações de degradação das moléculas orgânicas, visando à liberação da energia nelas contidas, afim de guardá-las em moléculas de ATP, com a participação do oxigênio molecular (O₂).

 

Acontece em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

 

Ø        A glicólise acontece no citoplasma

Ø        O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial

Ø        A cadeia respiratória nas cristas mitocondriais. Durante o processo são utilizados a glicose ou outros metabólitos, o O₂ e ADP, resultando na formação de CO₂, H₂O e 38 moléculas de ATP.

 

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ --> 6CO₂ + 6H₂O + ENERGIA

 

A respiração anaeróbia é uma forma de obtenção de energia pela oxidação de compostos orgânicos, porém com a utilização de substâncias inorgânicas como nitratos, sulfatos ou carbonatos no lugar do oxigênio. O ganho energético é inferior ao da respiração aeróbia. Ocorre em microorganismos como as bactérias denitrificantes do solo, as leveduras, etc.

 

O principal tipo é a fermentação que pode ser alcoólica, lática ou acética.

A fermentação é uma modalidade de respiração anaeróbia em que os íons hidrogênio liberados não são recolhidos nem pelo oxigênio (r. aeróbia) nem pelos compostos inorgânicos, mas sim pelos próprios subprodutos da degradação da glicose, como o ácido pirúvico.

 

Ø        Na fermentação alcoólica, o ácido pirúvico dá como produtos finais o álcool etílico e CO₂.

Ø        Na fermentação lática, o ácido pirúvico se transforma em ácido lático.

Ø        Na fermentação acética, o ácido pirúvico forma ácido acético e CO₂.