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3 Células procariotas e eucariotas Compare o esquema de uma bactéria com o de uma célula animal ou vegetal na figura 6.8. É possível perceber que a bactéria é formada por uma célula bem mais simples que a animal e a vegetal. Il u s tr a ç õ e s : In g e b o rg A s b a ch /A rq u iv o d a e d it o ra Bactérias vistas ao microscópio eletrônico com aumento de 20 mil vezes (imagem colorizada por computador). K a ll is ta I m a g e s/ G e tt y Im ag es Célula humana ao microscópio eletrônico com aumento de cerca de 10 mil vezes (imagem colorizada por computador). D r. D o n a ld F a w c e tt /V is u a ls U n li m it ed /C orb is /L atin stock núcleo Células vegetais ao microscópio eletrônico com aumento de cerca de 4 500 vezes (imagem colorizada por computador). B io p h o to A s s o c ia te s /P h o to re se ar ch er s, In c. /L atin stock parede celular cloroplastos membrana plasmática envelope nuclear ribossomo mitocôndria retículo endoplasmático granuloso retículo endoplasmático não granulosocentríolo complexo golgiense vacúolo digestivo Célula animal (10 μm a 50 μm de diâmetro, em média) lisossomos núcleo nucléolo cromatina microtúbulo microfilamentos Bactéria (0,5 μm a 2 μm de diâmetro, em média) ribossomos DNA flagelo parede celular membrana plasmática cápsula Célula vegetal (10 μm a 100 μm de diâmetro, em média) nucléolo microfilamentos complexo golgiense membrana plasmática retículo endoplasmático granuloso retículo endoplasmático não granuloso vacúolo de suco celular ribossomos cromatina núcleo parede celular mitocôndria microtúbulos cloroplasto envelope nuclear Figura 6.8 Esquema geral e fotos de bactérias, células animais e célula vegetal (os elementos da ilustração não estão na mesma escala; cores fantasia). Capítulo 672 066_076_U03_C06_Bio_Hoje_vol_1_PNLD2018.indd 72 04/04/16 16:33 A célula da bactéria é uma célula procariota ou procariótica (do prefixo português pro- 5 anterior; e do grego karyon 5 núcleo; onthos 5 ser): o material genético (DNA) não está envolvido por uma mem- brana e não há um núcleo individualizado e separa- do do citoplasma; o DNA está mergulhado em uma espécie de gelatina, formada por água e várias subs- tâncias dissolvidas. No citoplasma encontramos tam- bém os ribossomos, organelas responsáveis pela síntese de proteínas. Todo esse conjunto é envolvido pela membrana plasmática, formada por lipídios e proteínas. Envol- vendo essa membrana, existe ainda um reforço externo, a parede celular, composta de cadeias de glicídios e aminoácidos. Os seres vivos formados por células procarióticas são chamados procariontes. Eles são organismos unicelulares, medindo, em geral, entre 1 µm e 10 µm de tamanho, e são representados pelas bactérias. Na classificação moderna, consideramos bactérias tam- bém as algas cianofíceas ou azuis, atualmente cha- madas cianobactérias. A célula eucariota ou eucariótica (do grego eu 5 bem, verdadeiro; karyon 5 núcleo), medindo entre 10 µm e 100 µm de tamanho, é bem maior e mais complexa que a procariótica. Seu material genético é constituído por DNA associado a pro- teínas – formando os cromossomos – e está en- volvido por uma membrana, o envelope nuclear (também chamado carioteca). Forma-se, assim, um núcleo individualizado. Os organismos uni ou pluricelulares formados por células eucarióticas são chamados eucariontes. No citoplasma dos eucariontes existe, além dos ribossomos, uma série de organelas, envolvidas por uma membrana, que estão ausentes nos procarion- tes: mitocôndrias, retículo endoplasmático, comple- xo golgiense (antes chamado complexo de Golgi), cloroplastos, lisossomos, etc., que serão estudados nos próximos capítulos. A evolução da estrutura da célula A célula eucariótica deve ter surgido da proca- riótica por dois processos: • invaginações da membrana formaram canais e vesículas e originaram várias estruturas, como o envelope nuclear, o retículo endoplasmático, o complexo golgiense e outras, que serão estudadas adiante; • bactérias invadiram as células primitivas e pas- saram a viver em seu interior, formando outras organelas, como a mitocôndria e o cloroplasto (figura 6.9). Surgiu, assim, uma célula dividida em com- partimentos. Cada um deles passou a desempe- nhar uma função definida. Essa divisão de traba- lho permitiu que cada função fosse realizada com eficiência, propiciando o aparecimento de células maiores e também de seres vivos maiores, pluri- celulares, que consomem mais alimento e energia e dependem de sistemas mais eficientes para essas funções. DNA ribossomo a membrana se invagina, originando o envelope nuclear e as organelas Procarionte fotossintético mitocôndria mitocôndria núcleo núcleo Procarionte anaeróbio Procarionte aeróbio Eucarionte heterotrófico Eucarionte autotrófico cloroplastos Figura 6.9 Esquema simplificado da hipótese sobre a origem da célula eucariótica. Esse processo deve ter ocorrido entre 1,6 bilhão e 2,1 bilhões de anos atrás (as células são microscópicas; cores fantasia). L u is M o u ra /A rq u iv o d a e d it o ra L u is M o u ra /A rq u iv o d a e d it o ra M a u ro N a k a ta /A rq u iv o d a e d it o ra M a u ro N a k a ta /A rq u iv o d a e d it o ra L u is M o u ra /A rq u iv o d a e d it o ra L u is M o u ra /A rq u iv o d a e d it o ra Uma visão geral da célula 73 066_076_U03_C06_Bio_Hoje_vol_1_PNLD2018.indd 73 04/04/16 16:33 4 O caso dos vírus Você certamente já teve alguma doença causada por vírus (do latim virus 5 veneno). Algumas viroses comuns são gripe, sarampo, herpes, hepatite, res- friado, dengue, catapora, caxumba, rubéola e febre amarela, entre outras. Entender os vírus que causam doenças é uma das razões pelas quais seu estudo é fundamental. Os vírus prejudicam pessoas, plantas e animais e devem ser estudados também por profissionais interessa- dos em combater doenças em criações e plantações, por exemplo. Além disso, os vírus são interessantes porque são diferentes de todos os outros organismos, sejam procariontes, sejam eucariontes. Sua organização é muito simples: cápsulas de proteína (às vezes há ou- tras substâncias, como lipídios e glicídios) com ma- terial genético (DNA ou RNA) em seu interior. Os vírus são capazes de se reproduzir somente quando estão no interior de uma célula (figura 6.10). Os novos vírus formados são semelhantes ao origi- nal, caracterizando, portanto, propriedades de repro- dução e hereditariedade. Como também são capazes de sofrer mutações no ácido nucleico, eles podem evoluir. Dessa forma, quando estão no interior de cé- lulas vivas, os vírus apresentam certas proprieda- des de seres vivos. Fora delas, no entanto, não possuem essas propriedades e permanecem iner- tes. Por isso dizemos que eles são parasitas intra- celulares obrigatórios. Talvez os vírus tenham se originado de frag- mentos de ácidos nucleicos que escaparam de algumas células e penetraram em outras. Eles não pertencem a nenhum dos cinco reinos ou dos três domínios e, para muitos cientistas, não são con- siderados seres vivos. De acordo com esses cientistas, os vírus seriam apenas agentes patogênicos, ou seja, causadores de doenças. Segundo essa visão, os vírus não se- riam vivos porque não apresentam metabolismo próprio, dependendo do metabolismo de células de outros seres. Outros cientistas consideram que a capacidade de replicação, a hereditariedade e a evolução já são suficientes para considerar os vírus seres vivos. Ou seja, para conseguir definir se os vírus são seres vivos ou não, é necessário compreender o que é a vida. Embora pareça simples observar no ambiente onde há e onde não há vida, os vírus parecem ser uma forma limítrofe difícil de se encaixarem defi- nições simples. Por isso essa discussão ultrapassa o campo da Biologia e intriga estudiosos de diversas áreas, como a Filosofia. Estudaremos os vírus com mais detalhes no se- gundo volume desta coleção. N IB S C /S P L /L a ti n s to c k 1. Por que a descoberta da célula só foi possível no século XVII? 2. Ao desenhar a estrutura de uma célula, um estudante representou, ao lado do desenho, uma escala indicando a ampliação da célula: ele traçou um segmento de reta com 2 centímetros de comprimento e, abaixo dele, escreveu “2 µm”. Quantas vezes a célula foi ampliada no desenho do estudante? (Dica: converta centímetros em micrômetros.) 3. Costuma-se dizer que Leeuwenhoek “descobriu um novo mundo”. O que essa afirmação significa? Atividades Figura 6.10 Linfócito T, em verde, infectado por vírus HIV, em vermelho (microscópio eletrônico; aumento de 11 mil vezes; imagem colorizada por computador). ATENÇÃO! Não escreva no seu livro! Capítulo 674 066_076_U03_C06_Bio_Hoje_vol_1_PNLD2018.indd 74 04/04/16 16:33