Célula

Mestre em Dinâmica dos Oceanos e da Terra (UFF, 2016)
Graduada em Biologia (UNIRIO, 2014)

Célula é o nome dado à unidade funcional, estrutural e biológica de todos os seres vivos.

Características e composição

A descoberta da célula ocorreu em 1665 pelo biólogo Robert Hooke, que as classificou como entidades não-vivas. Apenas em 1833, o botânico escocês Robert Brown percebeu que estas estruturas, na verdade, são compostas por organelas celulares ativas espalhadas por um líquido gelatinoso. Este pesquisador também descreveu a presença de um núcleo celular, através de observações realizadas em células de orquídeas. A dificuldade para identificar corretamente essas unidades biológicas tem relação com seu tamanho microscópico, visto que durante o século XVII, os aparelhos eram compostos por apenas uma lente e tinham pouca capacidade de magnificação. Com o avanço da tecnologia, foi possível observar outras características celulares, incluindo os componentes estruturais da membrana plasmática, citoplasma e o material genético (DNA). Estas estruturas são comuns às células de todos os seres vivos (e.g. bactérias, vegetais, animais), independentemente de sua complexidade.

A membrana plasmática separa o conteúdo presente no interior da célula do meio extracelular, regulando a passagem de substâncias. Esta estrutura é composta por uma camada dupla de fosfolipídios, moléculas caracterizadas por uma cauda hidrofóbica (insolúvel em água) e cabeça hidrofílica (solúvel em água), e que se associam à proteínas e carboidratos para promover o transporte de substâncias através da membrana (proteínas), o reconhecimento de outras células (glicolipídios e glicoproteínas) e a comunicação entre estas (glicolipídios). Tais características tornam a membrana plasmática semi-permeável, protegendo as organelas e o DNA de potenciais exposições à substâncias tóxicas.

Esquema de uma célula animal e suas organelas. Ilustração: master24 / Shutterstock.com [adaptado]

O citoplasma é constituído por microfilamentos e microtúbulos (citoesqueleto), moléculas proteicas responsáveis pelo movimento, formato e estabilidade celular. Esta estrutura apresenta consistência gelatinosa, e também desempenha um importante papel mantendo a disposição das organelas no meio intracelular, inclusive durante os processos de replicação e divisão.

O núcleo é a região onde se encontra o material genético (DNA) de cada indivíduo, e por isso é conhecido como o centro de controle da célula. Este código contém as informações relacionadas à reprodução e crescimento do indivíduo, assim como suas características morfológicas e até possíveis doenças hereditárias. O DNA presente no núcleo encontra-se em formato de cromatina, estrutura que sofre alterações temporárias que permitem a transcrição do código genético em RNA, o qual é posteriormente codificado em proteínas pelos ribossomos. Antes do início da divisão celular, a cromatina também sofre transformações e assume a forma de cromossomo, facilitando a divisão igualitária do código genético entre as células-filha. O núcleo celular também apresenta uma estrutura responsável por produzir ribossomos, conhecida como nucléolo.

Além da composição básica (membrana, citoplasma e núcleo), outras características importantes das células são: a sua capacidade de se replicar de forma independente, e a conversão dos nutrientes e gases obtidos através da alimentação e respiração, respectivamente, em energia através da quebra de ATPs.

Procariontes x Eucariontes

As células podem ser classificadas como procariontes ou eucariontes, de acordo com a ausência ou presença de membrana nuclear, respectivamente.

Organismos procariontes, representados por formas de vida unicelulares do reino Archaea, bactérias e cianobactérias, não possuem núcleo verdadeiro (envolto por membrana nuclear), e seu material genético encontra-se em suspensão no citoplasma. Já os eucariontes, possuem núcleo individualizado (membrana nuclear), e são representados por formas de vida multicelulares como protozoários, fungos, plantas e animais. Esta estrutura desempenha um importante papel na proteção do material genético, visto que alterações no DNA causadas por patógenos e outras substâncias tóxicas podem gerar danos irreparáveis ao indivíduo.

O envelope nuclear também é responsável por sinalizar moléculas de RNA adequadas para a tradução de proteínas. Além da membrana nuclear, as células eucariontes também possuem várias organelas distribuídas pelo citoplasma, as quais podem variar em relação ao tipo de célula analisada (animal ou vegetal). A presença de cloroplastos, parede celular e vacúolo central, por exemplo, são características exclusivas de células vegetais.

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Organelas e funções

Estruturas de uma célula vegetal. Ilustração: BlueRingMedia / Shutterstock.com [adaptado]

O termo organela significa “pequeno órgão”, e corresponde às estruturas microscópicas presentes no citoplasma das células eucarióticas. Cada tipo de organela (e.g. ribossomos, mitocôndria, entre outros) desempenha uma função específica que garante a manutenção dos processos celulares, as quais estão descritas a seguir:

Ribossomos - São as organelas responsáveis pela produção das proteínas, através da tradução da fita de RNA mensageiro (material transcrito a partir do DNA nuclear). Estas estruturas podem se movimentar livremente pelo citoplasma ou encontrar-se associadas ao retículo endoplasmático (RE).

Retículo endoplasmático (RE) – É uma organela formada a partir de invaginações da membrana plasmática. Dois tipos estão presentes nas células: o rugoso (RER) e liso (REL). O primeiro recebeu esse nome em função de sua associação com ribossomos, que produzem as proteínas que se integrarão à membrana celular ou serão exportadas para o meio extracelular. Já o REL produz lipídios e esteróides - moléculas responsáveis pelo armazenamento de energia, estrutura da membrana e comunicação celular.

Complexo de Golgi – Esta organela pode ser considerada como o correio da célula. Ela realiza modificações (dobras na estrutura, adição de lipídios e carboidratos) nas proteínas codificadas pelo RER, tornando-as ativas para uso em suas células de destino. Desta forma, pode-se dizer que o Complexo de Golgi “empacota” as moléculas preparando-as para exportação.

Lisossomo – É o centro de reciclagem da célula. Esta organela apresenta formato esférico e contém enzimas que hidrolisam proteínas danificadas ou em mau-funcionamento, permitindo o reaproveitamento do material que as constitui pela célula.

Peroxissomo – Atua como o centro de reciclagem da célula assim como o lisossomo, porém hidrolisa principalmente lipídios.

Mitocôndria – É a matriz que produz energia na célula, através do processo de respiração (liberação de energia através da quebra de ATPs). As mitocôndrias possuem capacidade de se auto-replicar e DNA próprio, o qual é transmitido matrilinearmente para os descendentes de um indivíduo. Em função destas características, acredita-se que esta organela se formou a partir do processo de endossimbiose.

Cloroplasto – Organela presente apenas em células vegetais, responsável pelo processo fotossintético. Contém clorofila, pigmento que confere a cor verde das plantas.

Vacúolos – Organela presente apenas em células vegetais, responsável pela osmorregulação, armazenamento de substâncias e regulação do pH celular.

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Referência:

Khan Academy. Cellular organelles and structure. Disponível em: https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/cells/eukaryotic-cells/a/organelles-article

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