Origem das células. - carlosrobertodasvirgens

Professor: Carlos Roberto das Virgens
A CÉLULA
A célula é a mais simples estrutura
na qual os elementos químicos existentes na Terra podem
estar organizados em formas de vida e constitui uma das
mais extraordinárias invenções da natureza.
Todos os organismos vivos são constituídos por uma ou
mais células, e cada uma delas só pode ter origem numa
outra célula. Cada célula realiza todas as funções
fundamentais dos seres vivos: reproduz-se, cresce,
alimenta-se, move-se, reage aos estímulos externos e
consome oxigênio produzindo dióxido de carbono, ou seja,
respira.
Embora as células tenham todas a mesma estrutura de base,
existem variantes por cada tipo, em número suficiente para
criar a imensa variedade de formas vivas que conhecemos.
No corpo humano, por exemplo, existem cerca de 300 tipos
diferentes, cada um com uma função específica. Há, à
partida, que distinguir duas grandes categorias de células:
as células procarióticas e as eucarióticas.
As procarióticas, de que são constituídas as bactérias,
são a primeira e mais simples forma de vida que
apareceu na Terra - no seu interior, não se distinguem
estruturas ou sectores especializados. A segunda
categoria pertencem as células eucarióticas, de que são
constituídos plantas e animais, incluindo os seres
humanos, e que são muito mais complexas. No seu
interior observam-se duas zonas: o núcleo, envolvido
numa membrana e contendo as moléculas de Dna (nas
quais se encontra a informação genética), e o citoplasma,
este último está dividido em compartimentos
por um retículo de membranas e contém numerosos
organelos, cada um dos quais desempenha uma tarefa
específica na vida da célula. Tanto as células procarióticas
como as eucarióticas são delimitadas por uma película
finíssima, a membrana plasmática, que regula a entrada
e a saída das substâncias trocadas com o exterior e
estabelece as ligações com as células vizinhas.
Origem e Evolução
Admite-se que o processo evolutivo que originou as
primeiras células começou na terra a aproximadamente 04
bilhões de anos. Naquela época, a atmosfera provavelmente
continha vapor d’ água, amônia, metano, hidrogênio, sulfeto
de Hidrogênio e gás carbônico.
O oxigênio livre só
apareceu muito depois, graças à atividade fotossintética das
células autotróficas.
Há 4 bilhões de anos, a superfície da terra estaria coberta por
grande quantidade de água, disposta em grandes “oceanos”
e “lagos”. Essa massa liquida chamada de caldo primordial ,
rico em moléculas inorgânicas e continha em solução os
gases que constituem a atmosfera.
Sob a ação do calor e da radiação ultravioleta, vindo do sol, e
de descargas elétricas, oriundas das tempestades que eram
muito freqüentes, as moléculas dissolvidas no caldo
primordial combinaram – se quimicamente para constituírem
os primeiros compostos contendo carbono.
eorias
Parte Histórica
A palavra célula vem do latim cellula,
que quer dizer pequeno compartimento
ou prisão. Seu descobridor foi Robert
Hooke, que em 1665, ao examinar com
seu microscópio (figura 1) um pedaço
de casca de árvore (cortiça) descobriu
pequenos compartimentos (desenho dos
compartimentos feito por ele na figura 2)
que segundo ele não se comunicavam
(hoje sabemos que isso é mentira, já que
células se comunicam).Mais tarde, um
cara chamado Antony Van Leeuwenhoek, dono de um pequeno armarinho no
interior da Holanda, ao examinar
diversos materiais com seu microscópio (inclusive água de chuva, de seu poço e
do mar) descobriu "pequenos animaizinhos" em alguns deles provavelmente
protozoários) que se moviam rapidamente com sua calda (ele chegou até a ter
pena de um protozoário que se enroscou em microscópicos entulhos!). Mais
tarde Leeuwenhoek descobriu as bactérias (o próprio Robert Hooke comprovou
as descobertas de Leeuwenhoek).
Mais tarde, um fisiologista alemão (Theodor Shwann) afirmou que
todos os seres vivos são formados de células. Tudo que faltava era
saber como as células se formavam, o que o médico alemão Rudolf
Virchow acabou descobrindo.
Com a evolução da tecnologia surgiram novos microscópios, mais
potentes e de melhor qualidade. Em 1947, começou-se a usar o
microscópio eletrônico, o que trouxe grandes avanços no estudo
das células.Com o microscópio eletrônico (ampliação de até
250.000 vezes!), descobriram a estrutura dos organóides
membranosos e da membrana celular (muito difíceis de ver
no microscópio óptico). Abaixo, imagem de um microscópio
eletrônico (figura 3) e a imagem de um microscópio óptico (figura
4):



12345-
Existem apenas 02 tipos básicos de células: As células
procariontes e eucariontes.
As procariontes: são divididos em 02 grupos:
- Arqueobactérias (do grego arché, “origem”);
- Eubactérias (do grego eu, “real”).
As eucariontes: - Células Vegetais;
- Células Animais.
As células vegetais e animais assemelham-se, em sua
estrutura básica, mas possuem algumas diferenças.
As principais diferenças serão citadas a seguir:
Presença de Paredes;
Presença de Plastos;
Vacúolo Citoplasmático;
Presença de Amido;
Presença de Plasmodesmo.
DIMENSÕES CELULARES
 Microscópicas: a maioria delas.
Ex: bactérias, protozoários.
 Macroscópicas: gema de ovos, alvéolos de laranja,
óvulo humano, célula da bainha da folha da bananeira.
MEDIDAS
As células são medidas em:
µm (micrometro) = 0,001 mm (1 milésimo milímetro)
nm (nanômetro) = 0,000 001 mm (1
milionésimo
de milímetro)
Å (Ångström) = 0,000 000 1 mm (1 décimo
milionésimo de milímetro)
A grande maioria ou quase totalidade das células tem
dimensões microscópicas, medidas em micrômetros.
Existem, porém, células macroscópicas como a gema do
ovo, a fibra do algodão e as células das algas Nitella sp.
e Acetabularia sp., que são medidas em centímetros
(cm).
As menores células conhecidas pertencem às bactérias
do gênero Mycoplasma (PPLO), que podem ser menores
que alguns vírus e são medidas em nanômetros.
Existem dois grandes grupos de organismos, os procariontes e os eucariontes.As
diferenças entre estes seres estabelece-se a nível
celular, as principais diferenças são:
Características
Procariontes
TAMANHO
Geralmente pequeno (110 µm)
Geralmente grande (5-100 µm)
GENOMA
DNA com proteínas nãohistonas, genoma no
nucléolo, não envolvido
por membrana.
DNA complexado com proteínas histonas
e não-histonas em cromossomos;
cromossomo no núcleo com envelope
membranoso.
DIVISÃO CELULAR
Fissão ou brotante, não há
mitose.
Mitose incluindo fuso mitótico; centríolos
em muitas espécies.
ORGANELAS LIGADAS A
MEMBRANA
Ausente.
Mitocôndrias, cloroplastos (em plantas e
algumas algas), reticulo endoplasmático,
complexo de Golgi, lisossomos (em
animais etc.).
NUTRIÇÃO
Absorção, alguns
fotossintetizantes.
Absorção, ingestão, fotossíntese em
algumas espécies.
METABOLISMO
ENERGETICO
Não há mitocôndrias,
enzimas oxidativas ligadas à
membrana plasmática;
grande variação no padrão
metabólico.
Enzimas oxidativas empacotadas na
mitocôndria; padrão mais unificado de
metabolismo oxidativo.
CITOESQUELETO
MOVIMENTO
INTRACELULAR
Nenhum
Não possui
Eucariontes
Complexo, com microtubulos, filamentos
intermediários, filamentos de actina.
Citoplasma fluídico, endocitose,
fagocitose, mitose, vesícula de
transporte.
ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DE CÉLULAS
EUCARIÓTICAS
Membrana celular:
Composição Molecular:
Parede Celular
A parede celular é uma estrutura que envolve as células de muitos seres
vivos, como as plantas verdes, as algas, os fungos e muitas bactérias. Tem
funções de proteção e suporte e geralmente é permeável à troca de íons
entre o exterior e o interior da célula. A parede celular é constituída por
um numero reduzido de
macromoléculas de natureza
diferente. A parede celular primária
é basicamente um sistema de duas
fases, constituído por micro fibrilas
de celulose incluídas numa matriz
de proteínas e de polissacarídeos.
 Membrana Plasmática:
A membrana celular é a elas produtos de excreção,
portanto, das quais deve se libertar, ou secreções que a
célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio). Não
confundir a membrana celular com a parede celular (das células
vegetais, por exemplo),
que tem uma função principalmente de proteção mecânica da célula.
Como ela não é
muito forte, as
plantas possuem
a parede celular,
que é mais forte.
Propriedades Funções:
Mesmo nas membranas não biológicas, como as de plástico
ou celulose, há moléculas que as conseguem atravessar, em
determinadas condições. Dependendo das propriedades da
membrana e das moléculas (ou átomos ou íons) em presença, o
transporte através das membranas
classifica-se em:
Transporte passivo – quando não envolve o consumo de
energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia
cinética das moléculas (Osmose, Difusão e Difusão facilitada);
Transporte activo – quando o transporte das moléculas
involve a utilização de energia pelo sistema; no caso da
célula viva, a energia utilizada é na forma de ATP. O
transporte activo através da membrana celular é
primariamente realizado pelas enzimas ATPases, como a
importante bomba-de-sódio, que tem a função de manter o
potencial electroquímico das células.
Núcleo e Nucléolo
O núcleo é circundado por um
revestimento perinuclear.
O DNA interno está combinado
com histonas e organizado
em cromossomos. O núcleo é
rico
em RNA. Durante a mitose,
os cromossomos sofrem
replicação
de seu DNA e separação
em cromossomos-filhos. Nucléolo
é um organóide presente em
células eucarióticas, ligado
principalmente à coordenação do
processo reprodutivo das células,
embora desapareça logo no início
da divisão celular, e ao controle
dos processos celulares básicos.,
pelo fato de conter o DNA.
Núcleo
Núcleolo
Retículo Endoplasmático e Ribossomos
O retículo
endoplasmático
consiste em vesículas
achatadas, cujos
compartimentos
interiores, chamados
cisternas, formam
canais através do
citoplasma. A
superfície
rugosa do retículo
endoplasmático é
recoberta com
ribossomos,
que são maiores que
nos procariontes. A
síntese de proteínas
por
ribossomos isolados
também ocorre,
como nos
procariontes
Retículo Endoplasmático
Liso
Retículo Endoplasmático
Rugoso
Complexo de Golgi
O complexo de Golgi
consiste em vesículas
achatadas.
Algumas se tornam
vacúolos nos quais se
concentram produtos
de secreção.
O aparelho de Golgi tem
função na secreção de
produtos
celulares para o exterior,
como as proteínas.
Também
participa na formação da
membrana plasmática .
Microtubulos
Microtúbulos são estruturas protéicas que fazem parte do citoesqueleto
nas células. São filamentos com diâmetro de, aproximadamente, 24 nm e
comprimentos variados, de vários micra atá alguns milímetros nos axônios
das células nervosas. Microtúbulos são formados pela polimerização da
proteína tubulina.
Organização
As duas extremidades de um microtúbulo são designadas como (+) e (-).
Os microtúbulos são cilíndricos e ocos. São polimerizados a partir de um
centríolo no centro do citoplasma celular. Além da função estrutural, os
microtúbulos têm outras funções. Eles formam um substrato onde
proteínas motoras celulares podem interagir e assim, são usados no
transporte intracelular. Uma notável estrutura envolvendo os
microtubúlos é o fuso mitótico, usado por células eucariontes para
organizar a divisão celular. Os microtúbulos também fazem parte dos
flagelos das células eucarióticas (flagelos das procarióticas são
completamente diferentes).
As mitocôndrias
são a casa-de-força
da
célula.
As enzimas do
transporte de
elétrons e
conversão de
energia, estão
localizadas
na membrana
interna. Apresenta
duas membranas
lipoprotéicas Uma
externa, lisa Uma
interna, com
dobras (cristas
mitocondriais)
Matriz mitocondrial:
substância coloidal
que preenche a
mitocôndria
Função: respiração
celular
Vacúolos
Vacúolo é uma vesícula muito abundante nas
células vegetais, ocupando grandes porções do
citoplasma. Muitas vezes, no líquido vacuolar
estão dissolvidos pigmentos, caso em que tomam
o nome de vacúolos de suco celular. Nas células
animais os vacúolos são raros e não têm nenhum
nome específico.O vacúolo é menor nos
protozoários, servindo para controlar entrada e
saída de água.
Cloroplastos
É um organelo presente nas células das plantas e algas, rico em
clorofila, responsável pela sua cor verde e é um dos três tipos de
plastos (organelas citoplasmáticas cuja fórmula varia de acordo
com o tipo de organismo e célula em que se encontra), sendo os
outros dois os cromoplastos e os leucoplastos. Cloroplasto é o
local onde se realiza a fotossíntese. Os cloroplastos distinguem-se
bem dos restantes organelos da célula, quer pela cor, quer pela
sua estrutura, geralmente laminar, possui rna,dna e ribossomos,
podendo assim sintetizar proteinas e se auto-multiplicar
Em seu interior apresenta um líquido
semelhante ao que preenche as
mitocôndrias.
A mesma teoria endossimbiótica
apresentada para as mitocôndrias é
empregada para os cloroplastos.
Os cloroplastos tambem existem
em algumas bactérias,
ex: as cianobactérias.
Estrutura
Os cloroplastos possuem suas delimitações constituida
por duas membranas lipoprotéicas. A membrana externa
é lisa, enquanto a interna é composta por várias dobras
voltadas para o interior do cloroplasto.
Na membrana interna dos cloroplastos estão vários
fotossistemas, todos com várias moléculas de clorofila
dispostas de maneira a formar uma espécie de antena
com a finalidade de captar luz. Os fotossistemas possuem
outras substancia além da clorofila que também
participam da fotossíntese.
Lisossomas
Lisossomos ou lisossomas são organelas citoplasmáticas que têm como
função a degradação de materiais advindos do meio extra-celular, assim
como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos
Seu objetivo é cumprido através da digestão intracelular controlada de
macromoléculas (como, por exemplo, proteínas, ácidos nucléicos,
polissacarídeos, e lipídios), catalizada por cerca de 50 enzimas hidrolíticas,
entre as quais se encontram proteases, nucleases, glicosidases, lipases,
fosfolipases, fosfatases, e sulfatases. Todas essas enzimas possuem atividade
ótima em pH ácido (aproximadamente 5,0) o qual é mantido com eficiência
no interior do lisossomo. Em função disto, o
conteúdo do citosol é duplamente
protegido contra ataques do próprio
sistema digestivo da célula, uma vez
que a membrana do lisossomo
mantém as enzimas digestivas
isoladas do citosol, mas mesmo
m caso de vazamento, essas enzimas
terão sua inibida pelo pH citoplasmático
(aproximadamente 7,2) causando dano
reduzido à célula.
Centríolos:
São feixes curtos de microtúbulos localizados no citoplasma das
células eucariotas, ausentes em procariotas e nas angiospermas.
Normalmente, as células possuem um par de centríolos
posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente.
São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si,
formando um tipo de
cilindro. Dois centríolos
dispostos perpendicularmente
formam um diplossomo. Têm
origem comum com os
centrossomos que dão origem
a flagelos e cílios que efetuam
o movimento em certos tipos
celulares e organismos
protistas.
Célula Animal
O aspecto e distribuição das organelas
difere de célula para célula e mesmo na
própria célula em momentos diferentes.
Diversos componentes celulares são comuns
às células animais e às células vegetais.
Existem, contudo, alguns componentes da
célula vegetal que aqui, na célula animal,
não se encontram: parede celular,
cloroplastos, vacúolo central e
tonoplasto assim como plasmodesmos.
Célula Vegetal
O aspecto e distribuição das organelas difere
de célula para célula e mesmo na própria
célula em momentos diferentes. Diversos
componentes celulares são comuns às células
animais e às células vegetais. Existem,
contudo, alguns componentes da célula
animal que aqui, na célula vegetal, não se
encontram:
lisossomos, centríolos, e flagelos.
ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DAS CÉLULAS
PROCARIÓTICAS
PAREDE CELULAR E MEMBRANA
Composição Molecular:
A parede celular contém uma rígida estrutura, que consiste em cadeias de
polissacarídeos. Não se encontram pêlos em todas bactérias. Eles são
extensões da parede celular.A membrana celular consiste em
aproximadamente 45% de líquidos e 55% de proteínas; os lipídeos formam
uma fase contínua não-polar. As invaginações da membrana são
chamadas de mesossomos.
Paredes e Funções
A parede celular evita que a bactéria fique túrgida quando colocada num
meio hipotônico. Permite a passagem da maioria das pequenas moléculas.
Alguns dos pêlos são ocos e servem para transferência de DNA durante a
conjugação sexual. A membrana é uma barreira com permeabilidade
seletiva, que permite a passagem livre da água, de certos nutrientes e de
íons metálicos. As enzimas responsáveis pela conversão da energia dos
nutrientes em ATP estão localizadas na membrana.
Células Eucariontes
Zona nuclear
O material genético é um
cromossomo simples
(único), constituído de uma hélice
dupla de DNA.
O DNA é o veículo da informação
genética.
Durante a divisão, cada fita é replicada
para produzir duas moléculas-filhas
de dupla hélice. A partir de uma
das fitas de DNA, a mensagem
genética é transcrita para formar
o RNAm.
Ribossomas
Cada E. coli contém cerca de 15 mil ribossomos.
Cada um apresenta uma subunidade maior e uma menor.
Cada subunidade contém cerca de 65% de RNA e 35%
de proteína. Os ribossomos
são o local de síntese protéica.
O RNA liga-se na fenda entre
as subunidades e especifica
a seqüência de aminoácidos
das cadeias polipeptídicas
em crescimento
Grânulos de armazenamento
Na E. coli e em muitas outras bactérias, existem
grânulos de armazenamento contendo polímeros
de açúcares. Quando necessário como combustível
esses polímeros são enzimaticamente degradados
para produzir glicose livre.
Citossol
A parte solúvel do citoplasma e altamente viscosa;
a concentração de proteínas é muito alta, excedendo
20%.
A maioria das proteínas do citossol são enzimas
necessárias para o metabolismo.
O citossol contém também os metabólitos
intermediários e sais inorgânicos
Bibliografia
Lehninger. A.L; David L. Nelson; Nelson David L.; Cox. Michael M. Lehninger
Princípios de Bioquímica. Tradução. Simões, Arnaldo Antonio. Lodi, Wilson
Roberto Navega – 3ª Edição – São Paulo – SP. Sarvier, 2002
Lehninger. A.L. Componentes Moleculares das Células: Volume I, tradução da 2ª
Edição Americana, São Paulo – SP – 2000 – Editora Edvard Blucher Ltda.
www.cientic.com
www.exames.org
http://pt.wikipedia.org