Célula: estrutura básica dos seres vivos

Prévia do material em texto

Lição 1 – Célula: estrutura básica dos seres vivos
1. Introdução
A célula é a base de toda a vida, por isso todos devemos conhecer bem esse assunto. Com excessão do vírus, todos os seres vivos são formados por céulas. As bactérias, alguns fungos, algas e protozoários são formados por somente uma célula (unicelulares). As células não possuem as mesmas estruturas. O que é uma célula? Unidade básica, microscópica, de qualquer organismo vivo, exceto o vírus, de forma variável, constituída de núcleo, que contém material genético, citoplasma e organelas, todos circundados por uma membrana. De maneira geral, as células são pequenas unidades envolvidas por membrana e preenchidas por uma solução aquosa contendo biomoléculas e com capacidade de criar cópias de si mesmas. 
· Célula procariota: Material genético não está separado do citoplasma por uma membrana. Não tem núcleo. Não existem organelas membranosas, nem citoesqueleto (que dá forma à célula e responsável pela sua movimentação). Apresentam ribossomos, ou seja, são capazes de produzir proteínas. 
· Célula eucariota: Material genético encontra-se acondicionado dentro do núcleo e este é delimitado por uma membrana nuclear ou carioteca. Apresentam diversas estruturas, denominadas organelas, além dos ribossomos, cada uma responsável por diferentes funções. 
Sobre as organelas: 
A. Retículo Endoplasmático Rugoso: Produção intensa de proteínas.
B. Complexo de Golgi: Armazenamento e secreção de proteínas.
C. Lisossomos: Responsável pela digestão intracelular.
D. Mitocôndrias: Responsável pela respiração celular. 
E. Retículo Endoplasmático Liso: Síntese e transporte de lipídeos. 
F. Centríolo: Responsável pela divisão celular. 
G. Ribossomos: Responsável por produzir proteínas. 
Entre as células eucariotas podemos encontrar as células animais e vegetais. Vejamos suas diferenças e semelhanças: 
· Semelhanças: As duas apresentam membrana plasmática, carioteca e organelas citoplasmáticas. A presença dessas estruturas é que faz com que estes tipos celulares sejam classificados como células eucariotas. 
· Diferenças: A célula vegetal apresenta a parede celular que não é encontrada nas células animais. Ela é responsável por dar forma à célula vegetal (formato fixo, geralmente retangular). Outra diferença importante entre a célula vegetal e a animal está relacionada a forma como estas células produzem energia. 
As plantas são consideiradas produtores, e por isso são autótrofas, capazes de produzir seu próprio alimento. Por outro lado, os animais são consideirados seres consumidores e por isso são classificados como organismos heterótrofos , uma vez que não são capazes de produzir seu próprio alimento. 
Os seres vivos são classificados em cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia ou Metazoa. Nesta lição, vamos focar somente nos reinos Monera e Animalia ou Metazoa. 
A. Reino Monera: Todos os indivíduos são muito simples e formados por uma única célula procariota. Os principais organismos deste reino são as bactérias. 
B. Reino Animalia ou Metazoa: É constituído pelos animais. Todos os componentes deste grupo são eucariotos, formados por várias células (pluricelulares) e heterótrofos. Podem ser invertebrados ou vertebrados. 
2. Organização dos seres vivos 
Resumindo: Conjunto de células idênticas que realizam a mesma função formam um tecido, diferentes tipos de tecido se agrupam pra formar um órgão, vários órgão que realizam a mesma função em conjunto formam um sistema e o conjunto de todos os sistemas forma um ser vivo. 
3. Diferenciação celular
O material genético contém toda a informação necessária para o funcionamento das células. Nas nossas células o material genético ou DNA encontra-se acondicionado dentro do núcleo. No DNA existem sequências chamadas de genes que carregam a informação que determina a sequência de aminoácidos das proteínas. Durante o processo de diferenciação celular, grupos de genes específicos são ativados ou inativados, definindo a forma e a função de cada uma das células encontradas no nosso corpo.
4. Biomoléculas
Todas as células são formadas por moléculas e as moléculas que fazem parte da constituição dos seres vivos são denominadas biomoléculas. Nos seres vivos, as biomoléculas podem ser de dois tipos: inorgânicas ou orgânicas. 
A. Biomoléculas inorgânicas: É formado basicamente por água e sais minerais. 
B. Biomoléculas orgânicas: É formado pelas proteínas, carboidratos, ácidos nucleicos, lipídeos e vitaminas.
A principal diferença entre estas biomoléculas é que as orgânicas possuem o carbono como elemento químico principal, enquanto que as inorgânicas não possuem carbono em sua estrutura.
A água é o composto mais importante e abundante nas nossas células, constituindo cerca de 80% da massa celular, fazendo com que a maior parte do meio interno da célula (intracelular) seja formada por uma solução aquosa. Entretanto, é importante considerar que a quantidade de água em uma célula pode variar de acordo com a atividade ou idade da célula. Como sabemos, a água (H2O) é um composto químico formado pela união de dois átomos de hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio (O). A molécula de água é considerada um dipolo, ou seja, apresenta polaridade, já que possui uma região eletronegativa (oxigênio) e outra eletropositiva (hidrogênio), que estão unidas por ligações fortes, denominadas ligações covalentes pois ocorre o compartilhamento de elétrons entre os átomos. Cada molécula de água forma ligações de hidrogênio com um átomo de oxigênio de outra molécula próxima. 
Como vimos anteriormente, a água é a molécula encontrada em maior quantidade nas nossas células. Por este motivo, o grau de afinidade que as biomoléculas têm pela água exerce papel relevante nas propriedades biológicas destas moléculas. Assim, existem biomoléculas que apresentam em sua estrutura grupamentos químicos que têm afinidade pela água (grupamentos polares) sendo classificadas como hidrofílicas, e biomoléculas que apresentam em sua estrutura grupamentos químicos que não têm afinidade pela água (grupamentos apolares) e que, portanto, repelem a água, e são classificadas como hidrofóbicas. Além disso, existem biomoléculas que apresentam em sua estrutura grupamentos polares e apolares classificados como anfipáticas ou anfifílicas.
· Moléculas hidrofílicas: Aquelas capazes de formar ligação de hidrogênio com água e que apresentam grande quantidade de grupamentos polares.
· Moléculas hidrofóbicas: Aquelas que não são capazes de formar pontes de hidrogênio com a água e que apresentam poucos ou nenhum grupamento polar, estas moléculas apresentam grupamentos classificados como apolares. 
· Moléculas anfipáticas ou anfifílicas: São aquelas que apresentam tanto grupamentos polares como apolares em sua estrutura. 
A água também pode ser considerada um importante meio de transporte de substâncias entre os meios intracelular e extracelular. Além disso, é extremamente importante para a manutenção da temperatura corporal.
Os sais minerais também representam as biomoléculas inorgânicas e constituem aproximadamente 1% do total da composição celular. Eles podem ser encontrados de três maneiras diferentes nas células: na forma iônica, dissolvidos em água, na forma insolúvel, imobilizados fazendo parte da composição de estruturas de sustentação (ossos), ou na forma de componentes da matéria orgânica. 
Alguns exemplos de sais minerais e suas funções: 
A. Sódio: Ajuda no equilíbrio dos líquidos corporais; atua na transmissão do impulso nervoso e na manutenção do potencial de repouso das membranas.
B. Cloro: Componente do ácido clorídrico encontrado no suco gástrico. 
C. Flúor: Fortalece ossos e dentes. 
D. Ferro: Componente da hemoglobina que auxilia no transporte de oxigênio no sangue; atua na respiração celular. 
As proteínas ou protídeos são as macromoléculas biológicas com a maior diversidade de funções no organismo, atuando como enzimas (pepsina), proteínas estruturais (queratina), de defesa (anticorpos), de transporte (hemoglobina), reguladoras (insulina),contráteis (miosina), entre outras. Depois da água, é o componente mais abundante nas células. As proteínas são polímeros formados pela união de vários aminoácidos. Nas proteínas, os aminoácidos são unidos através de ligações peptídicas. 
A molécula formada pela união de dois aminoácidos é um dipeptídeo, de três aminoácidos é um tripeptídeo, quando a molécula apresenta mais de 20 aminoácidos é classificada como polipeptídeo. Todas as proteínas do corpo humano são formadas pela combinação de 20 aminoácidos diferentes. A sequência de aminoácidos de uma proteína determina sua estrutura primária. Quando aminoácidos afastados se ligam, a molécula é obrigada a ficar enrolada (α-hélice) ou a formar pregas (folha β pregueada), formando uma estrutura secundária. A cadeia contendo esta estrutura secundária, dobra-se sobre si mesma formando a estrutura terciária do peptídeo que tem forma tridimensional globosa ou alongada. Por fim, quando várias proteínas terciárias se ligam entre si é formada é estrutura final da proteína, conhecida como estrutura quaternária.
Os ácidos nucleicos são macromoléculas formadas por subunidades denominadas nucleotídeos. Os nucleotídeos das moléculas de ácidos nucleicos se unem através de ligações fortes, denominadas ligações fosfodiéster. Os principais representantes deste grupo são o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA). 
O DNA é uma molécula de fita dupla em formato de hélice, formada pelos nucleotídeos adenina, timina, citosina e guanina. No DNA, as fitas são complementares e unidas através de ligações de hidrogênio (fracas). Nas células eucariotas, o DNA encontra-se dentro do núcleo e é a molécula responsável pela transmissão das informações genéticas, sendo associada à hereditariedade.
O RNA difere do DNA em três pontos: é uma fita-simples, tem como pentose a ribose e duas bases nitrogenadas são adenina, uracila, citosina e guanina. Existem três tipos principais de RNA nas células, o RNA mensageiro (mRNA), o RNA ribossômico (rRNA) e o RNA transportador (tRNA). O mRNA atua transferindo a informação contida no DNA para a síntese de proteínas, ou seja, carrega consigo uma sequência de bases nitrogenadas (código) que será determinante durante na exatidão da ordem de aminoácidos de uma proteína. Portanto, podemos dizer que o mRNA é um intermediário entre o DNA e a proteína. O rRNA é um dos componentes estruturais do ribossomo, estrutura responsável pela síntese de proteínas na célula. O tRNA atua no transporte de aminoácidos para o ribossomo, auxiliando na síntese proteica.
Os lipídeos são compostos orgânicos muito heterogêneos, insolúveis em água, que formam a reserva nutritiva da célula (triglicerídeos), tem papel estrutural nas membranas celulares (fosfolipídeos e colesterol), função reguladora ou hormonal, além de atuarem como isolantes térmicos e elétricos (mielina). Os lipídeos apresentam como unidade básica os ácidos graxos formados por uma cadeia linear de carbono com um grupo carboxila (-COO) terminal.
5. Noções de microscopia 
O microscópio é a principal ferramenta utilizada na Biologia Celular, pois nos permite visualizar a célula e observar as suas estruturas.
Para a observação de células existem dois tipos principais de microscópios: o óptico, que utiliza feixe de luz, e o eletrônico, que utiliza feixe de elétrons. O microscópio óptico tem menor poder de ampliação e resolução quando comparado ao microscópio eletrônico. Utilizando o microscópio óptico para observação de células podemos identificar a membrana plasmática, o núcleo, o citoplasma, assim como algumas organelas e, até mesmo, os cromossomos. Utilizando o microscópio eletrônico, podemos observar com riqueza de detalhes a estrutura de todos os componentes celulares, inclusive de pequenas moléculas e, até mesmo, átomos.
Existem dois tipos de microscópios eletrônicos: o de varredura e o de transmissão: 
A. Varredura: Faz uma análise da superfície da amostra uma vez que utiliza os elétrons que foram espalhados sobre a amostra para gerar a imagem.
B. Transmissão: Utiliza os elétrons que atravessaram a amostra para formar a imagem.
Microscópio Óptico: