Tudo Sobre a Célula

Esse vídeo possibilitará um compreensão geral acerca da célula e seus componentes.

Planejamento

O tema escolhido foi citologia, por ser um assunto de extrema importância para o conhecimento e entendimento de outros temas, pois descreve toda a estrutura, organização e função celular. No material didático disponível neste blog, será encontrado o assunto completo sobre as células, seus tipos, e sua composição, bem como as funções de seus componentes celulares.

Serão esplanados sobre o assunto, desde os tipos celulares existentes, as organelas que as compõem, até a sua morfofisiologia, retratando a necessidade que existe em saber as funções de cada organela citoplasmática, ao passo que, àqueles que analisaram e leram todo o material do blog, estarão aptos a levantarem questões coerentes, e respondé-las.

Através desse material disponível, os estudantes terão um embasamento para entender os diversos problemas que poderão aparecer durante as fases de leitura e estudo, seja no blog ou instituições de ensino.

Esse blog foi feito, para atender as necessidades dos estudantes de ensino fundamental e médio, que vêem a internet como um meio de informação e comunicação de extrema importância na atualidade, e que transformará o mundo, pois através da mesma, eles têm acesso as mais diversas informações e pesquisas, além de ser um meio alternativo e interativo para a complementação dos estudos que se iniciaram nas escolas.

CITOLOGIA

Histórico


A invenção do microscópio permitiu um grande avanço na ciência. A descoberta das células como unidade constituinte de todos os seres vivos foi proporcionada graças a invenção desse que até os dias de hoje é o instrumento mais utilizado na exploração daquilo que é imperceptível a olho nu. Tudo começa com dois holandeses que trabalhavam na fabricação de óculos, Hans Janssen e Zacharias seu filho que foram os primeiros na invenção do microscópio em 1951, porém a sua utilização em observação de materiais biológicos foi feita anos mais tarde por Antoine van Leeuwenhoek. Robert Hooke um cientista inglês instigado pelas descobertas de Leeuwenhoek construiu um microscópio dotado de duas lentes diferente dos que haviam sido inventados até então, e com isso pode realizar várias observações dentre o qual a mais importante de todas elas foi a observação de finas fatias de cortiça onde ele pôde observar pequenas caixinhas vazias a qual denominou de cell, termo inglês que significa cela ou cavidade, de onde surgiu mais tarde o nome célula. Após a descoberta de Hooke o interesse pelo mundo microscópico cresceu muito que levou vários outros pesquisadores a novas descobertas. Descobriu-se através da observação de plantas vivas que as células eram preenchidas por um fluido gelatinoso a qual denominaram citoplasma, em 1833 o botânico escocês Robert Brown descobriu a existência de uma estrutura esférica e ovóide presente em todas as células a qual ele chamou de núcleo. Posteriormente através do comportamento das células em diversos ambientes foi observado que células de animais apresentavam uma película fina que delimitava o citoplasma a qual denominaram membrana plasmática e que em células vegetais além dessa película mais externamente havia a presença de um envoltório mais espesso e rígido que denominaram parede celular. Já no século XIX depois da descoberta das principais estruturas celulares estudos posteriores levaram a descoberta de pequenas estruturas presentes no citoplasma das células que foi identificado a princípio como órgãos da célula ou organelas celulares e a descoberta de uma estrutura dentro do núcleo chamada de nucléolo. Em 1838, o botânico alemão Mathias Schleiden após diversas observações de estruturas vegetais chegou a conclusão de que todos as plantas eram formadas por células. Em 1839 o zoólogo alemão Theodor Schawn chegou a mesma conclusão só que para a formação dos animais. Estava então formulada a Teoria Celular, baseada no fato de que todos os organismos vivos são formados por células. Na década de 1950 estudos detalhados acerca dos vírus mostraram que eles não possuíam células em sua composição sendo, portanto chamados de seres acelulares, fato que levam muitos a considerar os vírus como seres não vivos. Os vírus para reproduzir necessitam invadir células vivas o que leva a serem considerados parasitas intracelulares obrigatórios e, além disso, apresentam uma especificidade quanto às células parasitadas de modo que um vírus que invade uma célula do fígado não invade uma célula do intestino.

Microscópio de Leuvwenhoek (1632-1723)

Retirado do site:www.cerebromente.org.br/.../neurons1_p.htm

Microscópio de Hooke (1635-1703)

Retirado do site: http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/o-primeiro-microscopio

Todos os organismos vivos desde os mais simples aos mais desenvolvidos são formados por células. As células que os compõem podem apresentar forma simples ou podem ser mais complexa tudo isso dependendo das organelas que possuem ou são desprovidas. Os organismos formados por células podem ser unicelulares quando uma única célula o compõe ou multicelular quando várias fazem parte da sua constituição. Embora haja diferenças quanto ao número de células de um organismo cada uma que participa de determinada composição possuem um funcionamento similar e características distintas ou não que foram adquiridas, ao longo da evolução.

Tipos de Células

As células podem ser divididas em dois grupos. No primeiro grupo temos as células procariontes que possui como representante as bactérias e apresenta uma estrutura bastante primitiva do qual acredita-se que tenham originado o outro grupo celular, os eucariontes. As células eucariontes são células mais desenvolvidas e que apresenta uma estrutura mais complexa se comparada com uma célula bacteriana, e está dividida em células eucariontes animal e vegetais.

Células Procariontes

Os organismos procariontes são os primeiros seres vivos a habitar na terra e possuem características distintas entre eles além de poderem habitar ou conviver em lugares inóspitos para outros seres. Existem algumas espécies patogênicas, porém a maioria serve muito a vida, pois é extremamente importante para os outros seres vivos, tal exemplo se dá pelo importante papel dessas no ciclo do carbono e do nitrogênio. As bactérias medem de 0,5 a 1 µm, e podem ser encontrada de formas variadas. Existem com forma de esferas (cocos), bastonete (bacilo), vírgula (vibriões) e forma de hélice (espirilo). Possuem uma parede celular que dá forma sustentação e proteção formada por polissacarídeo e peptídeos em ume molécula chamada de peptidoglicano. Em algumas células bacterianas existe a presença de uma cápsula externamente a parede celular que serve como proteção e possui um liquido viscoso enquanto outras são destituídas de tal cápsula. Possuem ainda flagelos que auxiliam na sua locomoção, membrana plasmática com composição fosfolipídica e em bicamada que pode formar invaginações onde nessas podem ser encontradas enzimas respiratórias e/ou pigmentos fotossintéticos. O citoplasma das células bacterianas possui um líquido viscoso e nele não se localiza organelas somente grânulos de ribossomos necessários a síntese de suas proteínas, é no citoplasma que ocorre as reações químicas necessárias a sua manutenção. A célula bacteriana apresenta um núcleo, porém ele não esta envolto por membrana. O material genético localiza-se numa região nucleóide(núcleo) e este apresenta-se na forma de uma longa molécula de DNA. Existem algumas bactérias que apresentam moléculas pequenas de DNA chamada plasmídeos. O plasmídeo possui gens que não são tão essenciais a célula, no entanto proporcionam vantagens tais como a capacidade de resistir a determinados tipos de antibióticas (AMABIS & MARTHO, 1999).

Célula procarionte esférica

Retirada do site: http://www.ufmt.br/bionetconteudos/15.07.04/cel_proc.htm

Célula procarionte em forma de bastonete

Retirada do site: http://www.ufmt.br/bionet/conteudos/15.07.04/cel_proc.htm

As bactérias quanto à obtenção de alimento podem ser autotróficas, que são aquelas responsáveis pele produção do seu próprio alimento utilizando a energia do sol (fotossintetizantes) ou a energia de reações químicas com substâncias inorgânicas (quimiossintetizantes) e/ou heterotróficas que obtêm a energia necessária ao seu metabolismo pela degradação de moléculas orgânicas por três processos distintos: fermentação, respiração aeróbia e respiração anaeróbia. Elas possuem modo de reprodução assexuada que ocorre por divisão binária quando ela duplica seu material genético e divide-se em duas e por esporos e podem também se reproduzir por modo sexuado. Na reprodução sexuada ocorre por conjugação onde há passagem de material genético de uma bactéria macho para uma fêmea, transformação quando há incorporação de DNA disperso no ambiente e por transdução onde genes são transferidos de uma bactéria para outra por intermédio de vírus.

Células Eucariontes

Célula Animal

A célula animal é formada por uma membrana lipoprotéica composta por fosfolipídios que são moléculas anfipáticas dispostos em bicamada com proteínas embebidas onde estas atuam facilitando o transporte de substâncias por entre a célula. Apresenta muitos compartimentos intracelulares ambos envoltos por membrana e com funções definidas. Possui uma matriz citoplasmática ou citosol, um fluido onde nele estão localizadas as organelas sendo também o local onde ocorrem diversas reações importantes a célula bem como o local onde encontramos os ribossomos que são grânulos de ribonucleoproteínas responsáveis direto na síntese de proteínas. O núcleo da célula animal é delimitado por uma membrana nuclear que delimita todo o seu espaço e guarda todo o seu material genético. A forma das células e a formação de estruturas locomotoras bem como os deslocamentos intracelulares são promovidas pelo citoesqueleto, uma rede de filamentos de actina, filamentos intermediários e microtúbulos. A célula animal apresenta comparada, por exemplo, com uma célula bacteriana, organelas que desempenham papéis importantes e que também são revestidas por membrana. Uma rede bolsas e tubos membranosos formam o retículo endoplasmático que pode ser visto sob duas formas: um RE granular que possui ribossomos aderidos a sua superfície externa que além de participar no transporte de substâncias desempenha um papel importante na síntese de proteínas e um RE liso que não possui ribossomos aderidos a si, mas que também participa do transporte de substâncias, no entanto participam da síntese de lipídios importantes como os fosfolipídios componentes assíduo da membrana plasmática dentre outras funções. Outra estrutura com aspecto de sáculos membranosos achatados que se destaca nas células animais é o complexo de golgi descoberto por Camilo Golgi. Essa rede de sáculos desempenha como função principal a secreção de substâncias e o empacotamento de tudo que sintetizado no REG e REL para ser enviado aos seus locais de destino. Mas participa ainda na síntese de carboidratos e na formação de glicoproteínas e glicolipídios. Possui ainda lisossomos que são organelas especializadas na digestão de partículas e substâncias adquiridas pela célula por fagocitose e pinocitose, peroxissomos que são organelas que participam da digestão mas tem como seu papel principal a desintoxicação celular. A célula animal apresenta uma organela de extrema importância chamada mitocôndria, que é uma estrutura envolta por membrana sendo o local onde ocorre a respiração celular processo que ao final garante toda a energia necessária a célula. “A respiração celular é, em linhas gerais, uma queima controlada de substâncias orgânicas, por meio da qual a energia contida no alimento é gradualmente liberada e transferida para moléculas de ATP” (AMABIS & MARTHO, 1999, p. 120).

Célula Vegetal

A célula vegetal apresenta composição quase que similar a uma célula animal, pois possui uma membrana de semelhante composição, retículo endoplasmático liso e rugoso com a mesma função e o complexo de golgi. Porém a célula vegetal apresenta uma parede celular que recobre a membrana plasmática e plastos como os cloroplastos que garante aos organismos que a possui o processo fotossintético e a produção do seu próprio alimento. A parede celular é uma estrutura resistente e rígida altamente permeável que fornece proteção a célula por isso elas não possuem os filamentos intermediários encontrados nas células animais. Essa estrutura é formada por um polissacarídeo celulose. “As fibras de celulose são entrelaçadas com outros polissacarídeos e algumas proteínas estruturais, todas unidas para formar uma estrutura complexa que resista à compressão e a tensão” (ALBERTS, 2006, p.702). A célula vegetal possui organulos denominado plastos que são de dois tipos: os leucoplastos que são plastos incolores e especializados no armazenamento de substâncias como, por exemplo, o amiloplasto que armazena amido e os cromoplastos que são plastos que possuem pigmentos, exemplo dos cloroplastos que possuem como pigmento a clorofila e os eritroplastos, xantoplastos que possuem pigmentos carotenóides vermelho e amarelo respectivamentes. Os cloroplastos são organelas similares a mitocôndria que é encontrada tanto em células animais quanto em células vegetais. Essa similaridade deve-se ao fato de ambos terem sido originados por bactérias primitivas, possuem material genético próprio e possuem seu próprio mecanismo de reprodução. Os cloroplastos são formados por uma membrana externa, outra membrana interna, um grande espaço chamado estroma e tilacóides que empilhados formam os granum. A principal função dos cloroplastos é participar dos processos fotossintéticos realizado pelo vegetal onde através da energia solar absorvida pela clorofila ocorrem várias reações que vão gerar ao final molécula de glicose.

Organelas Celulares

Citoplasma

O citoplasma (cito= coberta, plasma= formação) está formado por proteínas e lipídios, alguns carboidratos, sais minerais e 70 a 90% de água. A proporção dos componentes citados varia de célula para célula assim como de organismo para organismo. O citoplasma pode ser chamado também de matriz citoplasmática, ele é um liquido viscoso coloidal (semelhante a uma gelatina) onde se encontram todas as organelas celulares. Na parte situada junto a membrana o citoplasma tende a ser mais sólido sendo chamado ectoplasma, ao passo que o interior é mais fluido sendo, portanto chamado endoplasma. No citoplasma encontram-se uma série de estruturas especializadas que realizam diversas funções responsáveis pela manutenção celular. São elas: ribossomos, mitocôndrias, complexo golgiense, reticulo endoplasmático rugoso e liso, centríolos, vacúolos, lisossomos, microtúbulos, microfilamentos e os plastos. Dentre as que não estão dentro do citoplasma temos o núcelo e o nucléolo.

Núcleo

O núcleo é geralmente a estrutura mais volumosa dentro da célula, sua forma pode variar de uma célula para outra, porém apresenta-se geralmente como uma estrutura esférica. Sem núcleo as células não sobreviveriam por muito tempo. Ele é o responsável por armazenar todo o material genético da célula representado pelos ácidos nucléicos (DNA e RNA) e o lugar onde se regula a expressão da informação genética. Participa ativamente do processo de divisão celular, coordena os processos metabólicos, a reprodução e a herança sendo por isso considerado o centro de controle da célula.

Nucléolo

A partir deste é sintetizado o RNA. Ele se encontra no interior do núcleo e só podemos encontrá-lo nas células eucariontes. Sua função corresponde ao setor do material genético que tem a informação para produzir os ribossomos.

Centríolos

Os centríolos são formados por nove grupo de células organizadas em um cilindro cujo diâmetro é de aproximadamente 0,2µ. Encontra-se em células animais e em algumas algas e fungos, estão geralmente dentro do núcleo numa área chamada de centrossomo. Desempenha um papel importante durante o processo de reprodução celular por mitose já que serve como pólos para promover a formação das fibras de fuso; ademais participa também da formação de cílios e flagelos, que são estruturas de locomoção nos microorganismos.

Mitocôndria

As mitocôndrias são organelas presentes em todas as células eucariontes. Possuem uma forma semelhante a um bastonete e não estão presente nas bactérias e nos organismos unicelulares anaeróbios. Elas são o centro da respiração celular e liberam a energia do qual depende todo o trabalho celular. As mitocôndrias contém enzimas que quebram as moléculas orgânicas e transferem a energia para outros compostos. Acredita-se que 95% da energia celular provém da mitocôndria.

Ribossomos

Os ribossomos são formados por dois tipos de moléculas, RNA e proteínas. Eles contém enzimas que trabalham na síntese de proteínas; são as fábricas de proteínas das células e até mesmo daquelas que serão utilizadas em seu trabalho. Apesar dos ribossomos encontrar-se como uma das menores estruturas da célula sua função e das mais importantes. Os ribossomos se encontram dispersos no citoplasma.

Retículo Endoplasmático

O retículo endoplasmático é um sistema complexo de canais que se estende por todo o citoplasma, e podem comunicar a membrana celular a membrana nuclear. Ele é dividido em: retículo endoplasmático liso e retículo endoplasmático rugoso.

O retículo endoplasmático rugoso (RER) é caracterizado por apresentar ribossomos aderidos na sua parte externa o que lhe dá o aspecto rugoso. O retículo endoplasmático rugoso está presente em todas as células eucariontes, sobretudo nas que possuem uma síntese de proteínas elevada. Sua função está relacionada com a produção, armazenamento e glicosilação de proteínas.

O retículo endoplasmático liso (REL) não contém ribossomos aderidos e está presente em células especializadas na síntese e metabolismo dos lipídios como as células glandulares. Sua função está relacionada com a síntese de lipídios da membrana, fundamentalmente os fosfolipídios e colesterol, produção de hormônios esteróides; ademais no interior do REL é armazenado cálcio o que lhe permite participar do processo de contração muscular já que a liberação de cálcio possibilita a formação do complexo actina-miosina. O retículo endoplasmático liso também está presente nas células hepáticas onde participam de processos de desintoxicação já que algumas substâncias tóxicas como medicamentos, álcool e drogas são transformadas em outro tipo de substâncias e eliminadas através dele.




Complexo Golgiense

Esta organela consiste numa séria de sacos membranosos chamados dictiossomos, os quais estão empilhados um contra o outro e apresentam duas faces:
a) Face Cis
b) Face Trans
Em síntese a função do complexo golgiense consiste em: transporte e transformação de proteínas as quais posteriormente serão secretadas. Estas proteínas serão utilizadas na produção de novas membranas (membrana celular, membrana do retículo endoplasmático e etc.). Participa ainda na formação da parede celular dos vegetais e do acrossomo dos espermatozóides.

Lisossomos

Os lisossomos são sacos membranosos distribuídos em toda a célula, sua morfologia é variável e seu tamanho é similar ao das mitocôndrias pequenas; só são encontrados em células animais. Os lisossomos contém uma série de enzimas hidrolíticas ou hidrolases sendo mais comum a fosfatase ácida; esta enzimas são capazes de digerir a maioria dos componentes celulares. Entre as funções que realizam mencionamos: digestão intracelular, através do qual é obtido todos os nutrientes necessários para a vida da célula, destruição de células lesionadas, fagocitose de bactérias como é o caso dos lisossomos presente nos glóbulos brancos. Finalmente são úteis em alguns processos de metamorfose em animais.

Vacúolos

As células principalmente as vegetais e microorganismos possuem umas organelas cujo conteúdo é fluido e estão separados do citoplasma por uma membrana muito fina chamada tonoplasto. São os vacúolos , e são classificados em três grupos:

Vacúolo Alimentício: Se formam apartir da membrana celular ou do retículo endoplasmático e contém substâncias nutritivas que provém do exterior da célula.

Vacúolo Digestivo: Estes se formam ao haver fusão de um vacúolo alimentício com um lisossomo; as enzimas presentes nos lisossomos degradam os produtos presentes no vacúolo e os produtos podem ser utilizados pela célula.

Vacúolos Contráteis: Este tipo de vacúolo está presente em alguns microorganismos e sua função é ajudar a eliminar o excesso de líquido do organismo.

Os vacúolos em geral podem desenvolver várias funções, entre elas: sítios de armazenamento de substâncias de nutrição, sistema digestivo da célula, contém pigmentos que dá cor a pétalas de algumas flores e armazém de substâncias tóxicas para proteção contra predadores.

Plastos

Os plastos também conhecidos como plastídeos, são organelas membranosas que estão presentes em células vegetais e algumas algas, sendo estes últimos pertencentes ao reino protista. Sua estrutura é parecida com a mitocôndria já que possui um sistem membranoso interior. Os plastos podem ser de três tipos:
Leucoplastos: Este tipo de plasto é encarregado de armazenar amido e em alguns casos proteínas e azeites, são numerosos em órgãos de armazenamento das plantas, como por exemplo, as raízes de nabo.
Cromoplastos: Estes são plastos que contém pigmentos que produzem a cor das pétalas e dos frutos. Destacamos:

Xantofilas: são pigmentos que refletem a cor amarela;

Carotenos: são pigmentos que refletem a cor alaranjada;

Cloroplastos: Cloro= verde. Os cloroplastos contém clorofila que é a substância que permite aos vegetais realizar o processo de fotossíntese, mediante o qual a energia luminosa é transformada em energia biologicamente útil.

Referências

AMABIS, José; MARTHO,Gilberto.Fundamentos da biologia moderna. 2 ed. São Paulo: Moderna, 1999.

LOPES, Sônia. Bio volume único. 11 ed. São Paulo: Saraiva 2001.

PAULINO, Wilson Roberto. Biologia atual volume um. 18 ed. Ática: São Paulo, 1999.

ALBERTS, Bruce. Fundamentos da biologia celular. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.