Biologia Celular Básico

Biologia celular básico

Biologia celular é o ramo da ciência que estuda as células, suas relações e seus componentes. Para começarmos, vamos relembrar o conceito de célula:

Célula é a unidade básica da vida. Todos os organismos vivos são compostos por células. Os componentes básicos de uma célula são a membrana plasmática, o citoplasma e o material genético. Os demais componentes variam entre os diferentes tipos de células.

Quem observou a célula e utilizou este termo pela primeira vez foi Robert Hook, analisando uma fina camada de cortiça em um microscópio rudimentar. Lembre-se que estruturas muito pequenas como as células não conseguem ser observadas a olho nu.

As células podem ser divididas em dois tipos principais: eucarióticas e procarióticas.

As células procarióticas são células primitivas, que possuem o seu material genético solto no citoplasma, não possuem membrana nuclear ou carioteca. Os organismos com esse tipo de células são chamados procariontes ou procariota. Exemplo: bactérias

Estas células são simples, possuem apenas membrana plasmática, material genético solto no citoplasma e possuem uma parede celular que varia conforme as espécies. Não possuem organelas formadas por membranas, mas possuem ribossomos para síntese proteica.

As células eucarióticas são células mais organizadas, que possuem o seu material genético no núcleo que é delimitado pela membrana nuclear ou carioteca. Os organismos com esse tipo de células são chamados eucariontes ou eucariota. Exemplos: animais e vegetais

Estas células são complexas e compartimentalizadas, possuem organelas formadas por membranas (complexo de golgi, lisossomos, peroxissomos, retículo endoplasmático, mitocôndrias, vacúolos, etc.), bem como os ribossomos para a síntese de proteínas que podem estar associados ao retículo endoplasmático ou não. Estas células também podem possuir parede celular (células vegetais). Outra parte importante deste tipo celular é o citoesqueleto, estrutura proteica que permite sustentação e mobilidade celular.

Lembre-se de que os organismos podem ser formados por apenas uma célula, sendo chamados unicelulares, ou por mais de uma célula, sendo chamados pluricelulares.

As células podem ainda ser divididas em autótrofas, quando produzem sua própria fonte de energia (compostos orgânicos), como por exemplo algas e células vegetais, ou heterótrofas, quando necessitam de fontes de compostos orgânicos externos como fonte de energia, como por exemplo células animais.

Vamos relembrar as funções principais das organelas que possuem membrana:

Retículo endoplasmático liso à síntese de lipídeos e depuração do álcool

Retículo endoplasmático rugoso à por estar associado aos ribossomos, atua na síntese de proteínas

Complexo de Golgi à envolvido com secreção de proteínas, modificação de proteínas, formação do acrossoma do espermatozoide.

Lisossomos à possui enzimas hidrolíticas e um interior com pH ácido para digestão de moléculas e partes celulares.

Peroxissomos à envolvidos com a detoxificação e eliminação de compostos de oxigênio.

Mitocôndria à faz respiração celular, ou seja, utiliza o oxigênio para gerar uma grande quantidade de energia em forma de ATP

Nucleo: envolto por uma membrana nuclear dupla (chamada carioteca) com poros que possibilitam a passagem de moléculas hidrofílias, o núcleo guarda o material genético. 

Para ler mais sobre organelas e ver melhor suas estruturas através de fotomicrografias acesse:

http://www.ufrgs.br/biologiacelularatlas/organelas.htm

Em células vegetais podemos encontrar ainda:

Plastos à acumular substâncias usadas na nutrição dos vegetais (leucoplastos); realizar a fotossíntese (cloroplastos).

Vacúolos à não são específicos de células vegetais, mas estão mais desenvolvidos nestas. atuam na regulação osmótica e armazenamento de diversas substâncias.

Com relação às organelas soltas no citoplasma (ou seja, que não possuem membranas), podemos citar os ribossomos, envolvidos com a síntese de proteínas citoplasmáticas e os centríolos, conjunto de microtúbulos envolvidos com o processo de divisão celular.

Intermediario

As células para se dividirem passam antes por um período chamado interfase. O ciclo celular, portanto, pode ser divido em interfase (fase mais longa) e divisão. A interfase é subdividida em 3 fases, G1, S e G2. A figura abaixo ilustra as fases do ciclo celular de uma célula muscular.

As células que permanecem muito tempo sem realizar divisões, como células musculares e neuronais, ficam ativamente na fase G1. As que irão entrar em divisão, utilizam esta fase para produção de precursores do DNA e materiais do citoplasma. Na fase S é quando ocorre a duplicação do DNA (S de síntese). Na fase G2 ocorre produção de substâncias que irão contribuir para a formação das duas novas células e duplicação de organelas.

Abaixo é possível ver um exemplo de gráfico obtido através de citometria de fluxo na análise das fases do ciclo celular de uma população de células:

[pic 1]

Nesta imagem, o eixo X representa a intensidade de fluorescência referente à quantidade de DNA na célula (quanto mais à direta, mais DNA) e o eixo Y representa a contagem de células, ou seja, o número de células contadas com a quantidade de DNA referida no eixo X.

Após a interfase, a célula entra no período de divisão. Se for uma célula somática, fará mitose. Se for uma célula germinativa, fará meiose.

Vamos rever primeiramente a mitose:

A mitose pode ser subdividida em 4 fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Na prófase os cromossomos se condensam e formam as estruturas chamadas cromátides irmãs, os nucléolos se desfazem e começa a haver o deslocamento dos centríolos para os polos para organização das fibras do fuso. A metáfase caracteriza-se pela presença dos cromossomos no centro equatorial da célula. A partir daí eles começam a migrar para os polos através da força exercida pela despolimerização das fibras do fuso. Esta fase é a Anáfase. A Telófase se inicia quando os cromossomos chegam aos polos e as fibras do fuso desaparecem, o núcleo é reconstituído e se inicia a divisão citoplasmática.

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