Células

Célula

1. Introdução

A Biologia é a ciência que estuda a vida nos vários aspectos, desde formas microscópicas, como bactérias, protozoários, algas e fungos, até formas macroscópicas como os mamíferos e plantas, como roseira, mangueira, abacateiro entre muitas outras.

O interesse pelo estudo da vida é muito antigo, sendo registrado em vários momentos da história da humanidade com Aristótoles, Darwin, Pasteur, Mendel, Morgam, Watson e Crick, entre muitos outros cientistas que ficaram perpetuados dentro das ciências biológicas.

Como a quantidade de informações sobre os seres vivos é muito grande, dividimos a Biologia didaticamente em diferentes áreas, procurando facilitar o ensino e a pesquisa dentro das ciências biológicas.

Áreas de Estudo da Biologia

A seguir, destacamos as principais áreas da Biologia e seus interesses principais de estudo.

– Citologia – Estuda a organização celular, tipos celulares, funcionamento, divisão celular, etc.

– Histologia – Estuda a organização dos tecidos e suas especializações.

– Embriologia – Estuda o desenvolvimento embrionário, os tecidos embrionários, suas especializações, os anexos embrionários, etc.

– Evolução – Estuda as evidências da evolução biológica, as teorias evolucionistas, o processo de especiação, etc.

– Genética – Estuda os mecanismos hereditários, as leis de Mendel, os mapas cromossômicos, as mutações, a genética de populações, etc.

– Zoologia – Estuda os grupos animais, suas características morfológicas e anatômicas, os diferentes hábitats ocupados, os processos reprodutivos, etc.

– Fisiologia Animal – Estuda o funcionamento dos diferentes sistemas, como o digestivo, o respiratório, o circulatório, o excretor, entre outros, nos animais.

– Botânica – Estuda os grupos vegetais, aspectos reprodutivos, hábitats, adaptações vegetais ao ambiente, etc.

– Fisiologia vegetal – Estuda o funcionamento do corpo do vegetal como trocas gasosas, fotossíntese, condução de seiva, movimentos vegetais, hormônios vegetais, etc.

– Ecologia – Estuda o ambiente em sua estrutura e funcionamento.

Além das áreas citadas; de acordo com o interesse de ensino e pesquisa, outras áreas são criadas, como microbiologia, a paleontologia, a botânica econômica, a parasitologia, a imunologia, etc.

2. Conhecendo a Célula

A Citologia é a área da Biologia que estuda a célula em sua organização, morfologia, funcionamento, composição química e os mecanismos de divisão celular.

Dizemos que todos os seres vivos são formados por células, com exceção dos vírus, sendo conhecidos desde formas unicelulares até formas pluricelulares.

O organismo unicelular tem a célula como sendo o próprio organismo, isto é, a única célula é responsável por todas as atividades vitais, como alimentação, trocas gasosas, reprodução, liberação de excretas, etc.

O organismo pluricelular, que é formado por muitas células (milhares, milhões, até trilhões de células), apresenta o corpo com tecidos, órgãos e sistemas, especializados em diferentes funções vitais. As células dos pluricelulares diferem quanto às especializações e de acordo com os tecidos a que elas pertencem.

Podemos então considerar, para o organismo unicelular ou pluricelular, que a célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos.

Os organismos unicelulares e pluricelulares têm a célula como unidade estrutural e funcional

Na classificação dos seres vivos, são utilizados critérios de organização e fisiologia celular para diferenciar os diferentes grupos (reinos).

Quanto à organização celular, as células podem ser procarióticas(procariontes) ou eucarióticas(eucariontes). E os seres possuidores dessas células são ditos eucariontes e procariontes.

As células procarióticas apresentam organização mais simples, sem núcleo organizado e sem organelas membranosas, como retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndria, entre outras. Possuem célula procariótica os organismos do reino Monera (bactérias e cianobactérias).

As células eucarióticas apresentam maior complexidade com núcleo organizado em carioteca, nucleoplasma, cromatina e nucléolo, além do citoplasma com organelas organizadas com sistemas de membranas, como complexo de Golgi, retículo endoplasmático, mitocôndria, cloroplasto, entre outras.

Podemos ainda considerar a fisiologia celular, o que caracteriza e diferencia a célula autotrófica de célula heterotrófica.

A célula autotrófica é auto-suficiente em termos nutricionais, podendo ser fotossintetizante ou quimiossintetizante. São autotróficas as células vegetais, das algas e de alguns tipos de bactérias.

A célula heterotrófica não apresenta a auto-suficiência, sendo dependente da aquisição de nutrientes extracelular por absorção direta ou absorção após um processo digestivo por ação enzimática.

São heterotróficas as células animais, dos fungos, dos protozoários e de muitos tipos de bactérias.

Os vegetais possuem células fotossintetizantes e os animais possuem células heterotróficas.

Célula – uma unidade de eficiência na estrutura e funcionamento dos seres vivos.

O sucesso da organização celular e fisiologia celular está relacionado com várias características e propriedades dos diferentes componentes celulares; entre eles podemos destacar:

1) Alto teor de água: a célula é completamente ocupada por água, o que facilita a dispersão de substâncias e a ocorrência de reações químicas.

2) Compartimentação: um vasto sistema de membranas forma numerosos compartimentos, isolando os processos metabólicos entre si, estabelecendo um fluxo organizado dentro da célula e oferecendo uma superfície desproporcionalmente grande em relação ao volume celular.

3) Presença de material genético: a célula contém no seu interior as informações necessárias (DNA) para criar e manter sua própria organização e para coordenar as atividades que realiza.

4) Presença de enzimas: o material genético determina a produção de enzimas, catalisadores que permitem a ocorrência de reações que, sem eles, levariam milhares de anos para ocorrer.

5) Economia: o rendimento dos processos celulares é elevado (parcela da energia consumida convertida em trabalho). As moléculas orgânicas, com as quais as células lidam, são bastante versáteis, isto é, podem desempenhar vários papéis funcionais. Com poucos tipos de substâncias, as células se mantêm. Além disso, muitas substâncias que são resíduos de um processo podem ser empregadas como matéria-prima de outro, fazendo com que a produção global de resíduos seja pequena.

6) Interação com o meio: as células interagem intensamente com o ambiente onde estão. Um ser unicelular interage com o meio onde vive, assim como as células de um ser pluricelular interagem com o líquido intercelular existente entre elas. O ser vivo deve garantir às células um meio intercelular estável e confortável. As células são as responsáveis por mantê-lo assim, e são as beneficiárias dessa estabilidade.

3. A Célula Viva

Embora usada como modelo para estudo, uma célula típica, contendo todas as estruturas possíveis, não existe. Organismos unicelulares são muito distintos entre si, bem como uma célula muscular é diferente de um neurônio. Todavia, todas as células possuem alguns componentes: uma membrana celular, um citoplasma contendo organelas e, geralmente, um núcleo.

Todas têm, ainda, algumas propriedades funcionais: podem obter e transformar energia; contêm macromoléculas complexas, como proteínas e ácidos nucleicos; podem sintetizar substâncias e têm a capacidade de se dividir.

Esquema de uma célula ideal contendo todas as organelas e estruturas dos tipos padrões intracelulares dos seres vivos

Os vírus não têm estrutura celular e só se reproduzem no interior de células. Clamídias e ricketsias são células incompletas e, também, parasitas intracelulares obrigatórios. Diferem dos vírus por 3 motivos:

1) possuem DNA e RNA, enquanto os vírus têm DNA ou RNA;

2) possuem uma membrana envoltória com alguma capacidade de regular as trocas entre o meio interno e o externo;

3) possuem algumas organelas necessárias aos processos de síntese e de reprodução.

4. Células Procarióticas

(do latim pro, primitivo, e cario, núcleo)

Caracterizam-se pela ausência de um envoltório nuclear, estando os cromossomos imersos no citoplasma. Nessas células, o sistema de membranas se resume à membrana plasmática. Os seres procariontes compreendem as bactérias e as cianobactérias (algas azuis).

Tomando a célula bacteriana como modelo de organização procariótica, podemos notar em alguns tipos formato de um bastão com 2m de comprimento. Presença de uma membrana plasmática e, externamente, uma parede celular rígida. Ribossomos aderidos à face interna da membrana plasmática e às moléculas de RNA mensageiro. Contém cromossomos circulares, presentes na região do hialoplasma. Esses cromossomos possuem DNA, mas não possuem proteínas. A membrana plasmática possui uma invaginação chamada mesossomo, onde se concentram enzimas respiratórias; parece desempenhar algum papel na divisão celular.

A organização procarionte de uma bactéria

Nas cianobactérias, fotossintetizantes, encontram-se dobras da membrana associadas à clorofila. São as lamelas fotossintetizantes.

A organização celular procariótica de uma cianobactéria

Os organismos autótrofos são aqueles auto-suficientes em termos alimentares, pois realizam fotossíntese ou quimiossíntese. São autótrofos os vegetais e as algas.

Os organismos heterótrofos dependem de uma fonte extracorpórea de alimento, como os animais e os fungos.

A organização procariótica das bactérias e das cianobactérias é caracterizada pela ausência de uma carioteca e de organelas membranosas como mitocôndria, cloroplasto, complexo de Golgi e retículo endoplasmático.

A organização eucariótica das células animais e vegetais é caracterizada pela existência de um núcleo verdadeiro (com carioteca) e de organelas, como mitocôndria, cloroplasto, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, etc.