01 - Introdução ao Estudo da Célula

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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● CITOLOGIA 
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA CÉLULA 
 
Citologia (do grego kytos, 'célula' e logos, 
'tratado', 'estudo') é aparte da Biologia que se 
ocupa do estudo da célula, no que diz respeito a 
sua estrutura, suas funções e sua importância na 
complexidade dos seres organizados. 
Hoje se sabe que todos os seres vivos 
são formados de minúsculas partículas chamadas 
células, excetuando-se os vírus. Alguns tipos de 
células podem ser vistos macroscopicamente, 
mas, em sua maioria absoluta só são vistos 
através de um microscópio. 
O pioneiro no termo “célula” foi Robert Hooke, inglês, que, observando cuidadosamente um pedaço de cortiça, 
em 1665, notou um revestimento duro. Hooke descreveu a estrutura da cortiça como semelhante a um favo de mel, 
composta por pequenos compartimentos, que ele batizou de "células". Seu microscópio, no entanto, era ainda muito 
rudimentar para aprofundar a descoberta. 
A teoria celular, porém, só foi formulada em 1838-39, por Mathias Schleiden e Theodor Schwann. Através de 
suas observações em animais e vegetais, esses dois cientistas concluíram que todo ser vivo é constituído por unidades 
fundamentais: as células (para a época, hoje se sabe que os vírus não apresentam). 
Todos os organismos vivos e todas as células que os constituem tem um ancestral em comum que sofreu 
processo evolutivo, ou seja, a bilhões de anos, uma determinada célula permitiu a formação dos seres vivos a partir de 
mutações e seleções naturais que envolvem: 
 Ocorrência de uma variação randômica (aleatória, ao acaso) na informação genética transmitida de um indivíduo 
a seus descendentes. 
 Seleção a favor do material genético que ajuda o indivíduo a se propagar. 
 
Neste capítulo, poder-se-á analisar os conceitos fundamentais pertinentes à citologia, as semelhanças e 
diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas, bem como, a análise das principais organelas citoplasmáticas e 
dos componentes nucleares. 
 
OBS
1
: Parasitas intracelulares obrigatórios. São seres microscópicos que não possuem metabolismo próprio, sendo 
necessário que estejam no interior de uma célula, parasitando-a para que possuam determinadas características como 
reprodução e evolução. São enquadrados neste contexto os vírus e algumas bactérias (por exemplo, as Rickéttsias que 
são procariontes incompletos que proporcionam quadro patológico similar a poliomielite). Principais diferenças entre 
Rickéttsias. 
 
Rickéttsia Vírus 
Possuem parte da bateria necessária para a multiplicação 
Apresentam DNA e RNA 
Possuem membrana plasmática semipermeável 
Não possui nenhuma estrutura complexa ou organela. 
Apenas possui DNA ou RNA (ver OBS
2
) 
Não possui membrana plasmática e o material genético é 
delimitado por capa proteica (capsídeo, o qual é formado 
por unidades proteicas denominadas de capsômeros). 
 
OBS
2
: Atualmente, foram descobertos alguns vírus que apresentam DNA e RNA, como algumas variedades do 
citomegalovírus. 
 
 
CÉLULA PROCARIÓTICA OU PROTOCÉLULA 
São células que não possuem uma carioteca e que o DNA (cromossomo) encontra-se espalhado pelo citoplasma 
numa região denominada nucleoide. As primeiras células na origem da vida possivelmente tinham esta conformação, as 
quais são representadas atualmente pelo Reino Monera (bactérias e cianobactérias). Não possuem organelas 
citoplasmáticas membranosas típicas como complexo golgiense, retículo endoplasmático, lisossomos, peroxissomos e 
vacúolos. Também não possuem a estrutura não-membranosa denominada de centríolos, bem como, citoesqueleto. 
As células procarióticas (procariontes) apresentam membrana plasmática, ribossomos 70S (velocidade de 
sedimentação das subunidades ribossômicas, diferente da dos eucariontes que é 80S) para a síntese proteica, DNA 
(cromossomo bacteriano), RNA, citoplasma com citosol, além de a maioria poder apresentar parede celular para a 
proteção e sustentação, como também, mesossomo relacionado a respiração celular. 
Arlindo Ugulino Netto; Leopoldo Marques Filho. 
CITOLOGIA 2016 
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OBS
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: O mesossomo é uma invaginação presente na membrana bacteriana. Podem existir membranas 
fotossintetizantes ou lamelas fotossintetizantes no citoplasma das cianobactérias. 
 
 
CÉLULAS EUCARIÓTICAS OU EUCÉLULAS (EUCARIONTES) 
 São células que surgiram durante 
o processo evolutivo a partir de um 
procarionte primitivo que apresentou 
inúmeras invaginações da membrana o 
que permitiu a origem das estruturas 
membranosas internas como carioteca, 
complexo golgiense, retículo 
endoplasmático, lisossomos, 
peroxissomos, vacúolos e duas outras 
estruturas que surgiram a partir do modelo 
endossimbiôntico. Estas são as 
mitocôndrias e os cloroplastos, os quais, 
no passado, possivelmente eram bactérias 
que foram englobadas por células 
eucarióticas e assim se modificaram e 
transformando-se em organelas 
citoplasmáticas membranosas. 
 
OBS
4
: As principais diferenças entre eucariontes e procariontes são: nos procariontes tem-se ausência de carioteca 
(envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos com 
coeficiente de sedimentação 70S, DNA circular e disperso pelo citoplasma sendo transcrito em RNA no citoplasma e 
este é traduzido no próprio citoplasma (citosol ou hialoplasma). Nos eucarionte tem-se a presença de carioteca 
(envoltório nuclear), organelas citoplasmáticas membranosas e de citoesqueleto, bem como, presença de ribossomos 
com coeficiente de sedimentação 80S e DNA transcreve o RNA no núcleo (em geral, exceto nas mitocôndrias e 
cloroplastos) e este é traduzido no citoplasma. 
 
 
LISOSSOMOS 
Os lisossomos são organelas arredondadas (esféricas), 
membranosas (lipoproteicas), possuidoras de enzimas 
digestivas em seu interior, que têm sua origem no complexo 
golgiense. Suas enzimas são formadas no Retículo 
endoplasmático granuloso e encaminhadas ao complexo 
golgiense, onde são "empacotadas" em pequenas vesículas 
denominadas de lisossomos. As enzimas são chamadas 
hidrolases ácidas ou hidrolíticas porque a digestão é uma 
quebra de moléculas de alimento feita com moléculas de água 
(daí o nome hidrolase, de hidro = água e lise = separação) e o 
interior do lisossomo é ácido (pH aproximadamente 4.5 a 5). 
Células animais como neutrófilos e macrófagos se valem 
da fagocitose para defesa do organismo contra bactérias e 
outros microrganismos. Quando os lisossomos digerem algum 
material proveniente do meio extracelular e que penetrou na 
célula por fagocitose ou por pinocitose este fenômeno é 
denominado de heterofagia ou função heterofágica. 
Os lisossomos podem também remover organelas ou 
partes desgastadas da célula ou que não são mais necessárias ao seu funcionamento. Por esse processo, chamado 
autofagia (autos = próprio; fago = comer), ou seja, digestão realizada pelos lisossomos de estruturas da própria célula. 
A célula mantém suas estruturas em permanente reconstrução, podendo mesmo construir uma parte nova à custa da 
destruição de outra mais velha. 
Este processo também está relacionado, ao longo do desenvolvimento de um organismo, há momentos em que 
grupos de células são destruídos, a partir da morte programada das células por apoptose. É o que ocorre durante a 
regressão da cauda do girino (larva do sapo) durante o processo de metamorfose. O mesmo acontece durante a 
modelagem dos dedos do embrião humano: inicialmente, os dedos estão unidos por uma membrana (como em um pé-
de-pato), que é removida pela destruição de suas células, regressão da mama após o final do período de lactação e do 
útero ao fim da gestação. 
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Autólise é o fenômeno de ruptura dos lisossomos que pode levar ao extravasamento das enzimas hidrolíticas no 
citoplasma celular e alteração do metabolismo celularde tal forma a prejudicar a vida da célula, como na doença 
chamada de silicose. 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
O Reticulo Endoplasmático (que será citado como RE 
ao longo deste capítulo), é uma organela endomembranosa 
que atuará na síntese de proteínas. A depender da presença 
ou da ausência de ribossomos aderidos à sua membrana, o 
RE poderá ser do tipo liso ou rugoso. 
O retículo endoplasmático não-granuloso, liso ou 
agranular (REL) compõe canais membranosos em forma 
de tubos e não possui ribossomos aderidos às suas 
membranas. Mas em suas cavidades há enzimas que 
sintetizam diversos tipos de lipídios, como os da 
membrana plasmática e os esteroides (que formam, por 
exemplo, os hormônios sexuais). Há também enzimas 
responsáveis por uma desintoxicação do organismo 
(P450), enzimas que transformam alguns medicamentos, 
álcool e outras substâncias tóxicas em produtos menos 
tóxicos e de excreção mais fácil. Esse processo é 
realizado no fígado principalmente. 
 Nas células de Leydig dos testículos e nas células 
foliculares dos ovários existe uma grande quantidade de 
retículo endoplasmático não-granuloso devido a produção de 
hormônios esteroides. 
Nos músculos, o retículo liso - chamado retículo sarcoplasmático - também é muito desenvolvido e serve de 
reservatório de íons cálcio, necessários ao mecanismo de contração. 
O retículo endoplasmático granuloso, rugoso (RER), também chamado ergastoplasma (ergazomai = fabricar), é 
formado por canais achatados (cisternas) com vários ribossomos na parte externa da membrana, isto é, na parte em 
contato com o citoplasma. As proteínas produzidas pelos ribossomos do retículo rugoso são lançadas na cavidade do 
retículo e envolvidas por pedaços de membrana, formando pequenos "pacotes" ou vesículas cheias de proteína. Essas 
pequenas vesículas de transporte são enviadas para o complexo golgiense, de onde podem ser secretadas. Dizemos, 
então, que o retículo rugoso produz proteínas para exportação principalmente. Por isso, ele é bem desenvolvido em 
células glandulares. 
 
 
COMPLEXO GOLGIENSE (COMPLEXO DE GOLGI) 
Estruturalmente, o complexo de Golgi (CG) é uma 
estrutura saculiforme (vesículas achatadas e empilhadas) 
relacionada ao processo de secreção celular. Em muitas 
células, o complexo Golgiense localiza-se em posição 
constante, quase sempre ao lado do núcleo; em outras 
células, ele se encontra disperso pelo citoplasma 
(vegetais). 
O complexo de Golgi é estrutural e 
bioquimicamente polarizado. Apresenta duas faces 
distintas: a face cis ou formativa, voltada para o núcleo e 
o retículo endoplasmático, através da qual as proteínas 
secretadas pelo RER penetram no complexo de Golgi. A 
face trans ou de maturação, côncava, é a face voltada 
para a Membrana Plasmática, através da qual brotam as 
vesículas secretoras, os lisossomos e as vesículas 
contendo proteínas destinadas à Membrana Plasmática. 
Quanto ao CG, podemos levantar algumas 
especificidades: 
 As principais funções do CG são recepção, 
armazenamento temporário de proteínas 
produzidas no RER, as quais chegam através de 
vesículas de transporte e secreção através das 
vesículas de secreção até a membrana plasmática. 
 
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No complexo golgiense as proteínas podem sofrer modificações tais como: glicosilação, sulfatação e 
fosforilação. O complexo golgiense é capaz de sintetizar alguns glicídios (exemplo: polissacarídeos), como o 
ácido hialurônico, que forma uma espécie de "cola" entre as células de alguns tecidos animais. Pode também 
acrescentar ou retirar algumas moléculas de açúcar e outras substâncias às proteínas. Isso funciona como um 
sinal ou "etiqueta com um endereço", que indica se a proteína será exportada ou levada para outra organela. 
 Em síntese, são funções do Golgi: condensar, modificar e segregar proteínas secretadas pelo RER. As proteínas 
são acondicionadas em vesículas que brotam da face TRANS; podem seguir 3 caminhos, dependendo do que 
contêm em seu interior. 
 Por exocitose, lançam o seu conteúdo para fora da célula contendo secreções celulares (enzimas inativas 
como grânulos de zimogênio). 
 Vesículas contendo enzimas que vão atuar na digestão 
intracelular. Nesse caso, recebem o nome de lisossomos 
primários. 
 Vesículas contendo proteínas que farão parte da 
Membrana Plasmática. Nesse caso, as vesículas se 
fundem à Membrana Plasmática, incorporando a ela essas 
proteínas. 
 O complexo de Golgi está diretamente relacionado com a 
formação do acrossomo estrutura presente no espermatozoide 
contendo enzimas que favorece a fecundação. 
 Origina os fragmoplastos de pectina que, na mitose vegetal se 
fundem dando origem à lamela média, zona cimentante 
relacionada à junção das paredes celulares primárias das células 
vegetais. 
 
 
RIBOSSOMOS 
Os ribossomos são estruturas (organoides) não-membranosas 
que se apresentam sob forma de partículas globulares ou grânulos. 
São constituídos por duas subunidades de tamanhos diferentes (maior 
e menor). 
 
OBS
5
: Atualmente, muitos autores os consideram como organelas 
citoplasmáticas as estruturas que são membranosas, ou seja, 
formadas por lipídios e proteínas. 
 
Os ribossomos ocorrem em seres procariontes e eucariontes. Aparecem 
livres no citoplasma ou associados às membranas do retículo endoplasmático. 
Os ribossomos livres associam-se a filamentos de RNA-mensageiro, 
constituindo os polissomos ou polirribossomos. 
Os ribossomos originam-se do nucléolo, componente nuclear implicado 
na síntese do RNA ribossômico, principal constituinte dos ribossomos. Os 
ribossomos são constituídos de RNAr e proteínas. 
O ribossomo é a sede da síntese proteica. Como polirribossomos livres 
no citosol sintetizam proteínas de uso na própria célula como as do citosol, 
citoesqueleto, proteína nuclear, enzimas mitocondriais e de peroxissomos, 
dentre outras. 
 
 
PEROXISSOMOS 
Organelas membranosas arredondadas presentes em todos os eucariotas, 4 enzimas oxidativas sintetizadas por 
polissomos livres no hialoplasma. As enzimas oxidativas dos peroxissomos transferem átomos de hidrogênio de vários 
substratos para o oxigênio. A membrana dos peroxissomos se origina do REL. 
 As principais funções dos peroxissomos são: 
 Decomposição do peróxido de hidrogênio por ação da enzima catalase. A H2O2 é formada nas células como 
subproduto de algumas reações químicas; é extremamente tóxica para as células. 
 
 Beta-oxidação de ácidos graxos derivado das gorduras e óleos produzindo a Acetil-CoA. Essa é liberada no 
hialoplasma e penetra .nas mitocôndrias onde participa do ciclo de Krebs com o intuito de proporcionar energia. A 
adrenoleucodistrofia representada no filme óleo de Lorenzo é um distúrbio vinculado à degradação de ácidos 
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graxos e acumulo prejudicial dos mesmos, o que determina a destruição da bainha de mielina dos neurônios e 
das adrenais (suprarrenais). 
 Enzimas que metabolizam o ETANOL principalmente nos peroxissomos do fígado, desintoxicando o organismo. 
 
 
CENTRÍOLOS 
Os centríolos são pequenos cilindros presentes em quase todas as células 
eucariotas, com exceção de células das plantas com sementes, em uma região do 
citoplasma próxima ao núcleo no centro celular ou centrossomo. Eles são encontrados 
geralmente aos pares, formando um ângulo reto entre si, e cada cilindro é formado por nove 
grupos de três microtúbulos, esse par é denominado diplossomo. 
Eles colaboram na formação dos cílios e flagelos e na organização do fuso 
acromático (conjunto de filamentos relacionados a migração dos cromossomos durante a divisão celular, proporcionando 
a migração cromossômica para os polos ou laterais da célula) durante a divisão celular das células animais. Podem se 
autoduplicar, isto é, orientar a formação de novos centríolos a partir dos microtúbulos do citoplasma. 
 
 
MITOCÔNDRIA 
A mitocôndriaé uma importante organela delimitada por membrana lipoproteica presente em células eucarióticas 
de maneira geral. 
Na matriz e na membrana interna 
existem várias enzimas responsáveis pelas 
reações químicas da respiração celular 
aeróbia. As cristas mitocondriais permitem um 
aumento no número de enzimas sem 
aumento do tamanho da mitocôndria. 
Na matriz há também DNA, RNA e 
ribossomos, o que significa que as 
mitocôndrias possuem equipamento próprio 
para a síntese de proteínas. Com ele, elas 
sintetizam algumas proteínas típicas e 
mesmo algumas enzimas que atuam na 
respiração, enquanto outras são produzidas 
pelos genes do núcleo da célula. O DNA 
garante também a autoduplicação dessa 
estrutura. 
As mitocôndrias são responsáveis pela respiração aeróbia. A principal molécula utilizada pelas células como 
fonte de energia é a glicose. O processo de respiração celular aeróbia pode ser representado pela equação simplificada: 
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energia 
 
 
CITOESQUELETO 
Conjunto de fibras de proteína que dão suporte à organização 
interna e mantêm a forma da célula, além de colaborarem nos seus 
movimentos e no transporte de substâncias. Esse conjunto de fibras e 
tubos proteicos é chamado citoesqueleto e funciona tanto como uma 
espécie de "esqueleto" e como de "músculo" da célula. 
As fibras são visíveis apenas ao microscópio eletrônico. Com esse 
aparelho e outras técnicas, podemos identificar três tipos de fibras: os 
microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários. 
 Microfilamentos: os microfilamentos ajudam a manter a forma da 
célula, ligando-se a proteínas da face interna da membrana 
plasmática. Dão sustentação também as microvilosidades. Além 
disso, atuam em certos movimentos da célula. Com outras 
proteínas, participam da contração das células musculares, da ciclose (corrente de citoplasma principalmente ao 
redor do vacúolo da célula vegetal que ajuda a distribuir substâncias pela célula), da emissão de pseudópodes 
(presentes na fagocitose e no deslocamento da ameba e dos leucócitos), e do estrangulamento do citoplasma da 
célula animal no fim da divisão celular denominado de citocinese. 
 Microtúbulos: os microtúbulos servem para a sustentação celular, bem como, de ponto de apoio e "trilhos" para 
o transporte de organelas de uma parte para outra da célula. Eles também atuam nos movimentos dos 
cromossomos durante a divisão celular e na formação dos centríolos, cílios e flagelos. 
 
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NÚCLEO 
O núcleo é a estrutura responsável pelo controle do metabolismo e das 
divisões celulares, por possuir material genético, representado pela cromatina 
(DNA associado a proteínas denominadas de histonas) envolvido por 
envoltório membranoso denominado de carioteca. 
As proteínas produzidas pelos polissomos livres ao penetrarem pelos 
poros da carioteca e chegarem ao nucléolo juntam-se aos RNAr e 
proporcionam os grãos de ribonucleoproteínas, os quais formam as 
subunidades ribossômicas, que no citoplasma se juntam durante a síntese 
proteica para formar os ribossomos. 
 
 
 
 
 
 
CÉLULA VEGETAL 
 
 As células vegetais apresentam 
particularidades tais como reserva nutritiva 
representado pelo amido, parede celular de 
celulose, ausente em animais, bem como, 
organelas como os plastos ou plastídeos (o 
principal é o cloroplasto com o papel de realizar 
fotossíntese), vacúolo de suco celular (armazenar 
substâncias, além de controle hídrico) e os 
plasmodesmos que são pontos de comunicação 
entre células vegetais com aberturas na parede 
celular.