Colégio Delta Disciplina: Biologia - 9º Ano Professora: Karla Rodrigues Mota Aluno (a): _________________________________________________ Tema 03: CITOLOGIA (Parte 1) 1. A DESCOBERTA DA CÉLULA O conceito de célula só pode ser estabelecido após a invenção do microscópio, em 1590. A primeira observação de uma célula foi feita em 1665 por Robert Hooke, examinando uma delgada fatia de cortiça (tecido vegetal morto). Hooke observou a presença de numerosas cavidades assemelhando-se a uma colmeia. Tais cavidades foram denominadas por ele de células. Mas o trabalho de Hooke ficou esquecido até 1838, quando os naturalistas alemães Schleiden e Schwan verificaram a presença de células em todos os tecidos vegetais e animais. Dessa forma, os alemães estabeleceram a Teoria Celular, de acordo com a qual, todos os seres vivos são formados por células. 2. TIPOS DE CÉLULA Basicamente as células podem ser divididas em dois tipos: procarióticas e eucarióticas. Procarióticas são células primitivas e simples. Não apresentam núcleo organizado. O material genético (cromossomo) não fica separado do citoplasma por membrana nuclear (carioteca). Eucarióticas são células estruturalmente mais complexas, pois possuem núcleo organizado e delimitado, dentro do qual se encontra o material genético. Os organismos formados por células procarióticas, como as bactérias, recebem o nome de procariontes. Já os organismos formados por células eucarióticas, como os animais e as plantas, são chamados de eucariontes. Apesar das diversidades, todas as células têm membrana plasmática, citosol, material genético e ribossomos. 3. MEMBRANA PLASMÁTICA A membrana plasmática, também chamada de membrana celular, envolve totalmente as células e é estremamente fina. É constituída, sobretudo, por fosfolipídios, mas pode apresentar em sua constituição carboidratos e outros tipos de lipídios, como o colesterol. O modelo aceito para explicar a estrutura da membrana celular é o de Singer e Nicholson, conhecido como mosaico fluido, ou seja, a membrana plasmática não possui estruturar rígida; ao contrário, ela é maleável. As camadas de lipídios seriam fluidas (ou seja móveis), e as proteínas mudariam de posição, como se fossem peças de um mosaico. Os lipídios organizam-se em duas camadas justapostas, compondo uma bicamada onde as porções hidrofóbicas (apolar) dos fosfolipídios ficam voltadas para o interior da membrana plasmática, enquanto que as porções hidrofílicas (polar) ficam em contato tanto com o meio externo quanto interno da célula, que são aquosos (ou seja, contém em sua constituição água). Uma vez que os meios intra e extracelular são compostos, essencialmente, por água, essa característica anfipática (hidrofóbica) da membrana impede o trânsito de grande parte das substâncias importantes pra a manutenção da vida, o que não é desejável. Este problema é resolvido pelo outro componente principal das membranas: as proteínas. Assim, a água e as substâncias dissolvidas nela que não conseguem passagem por meio dos fosfolipídios, são colocadas para dentro e para fora das células através das proteínas. Outro detalhe importante é que cada tipo de membrana possui proteínas específicas de acordo com suas funções. Isso ocorre porque as proteínas funcionam como portas de entrada e saída de substâncias específicas, ou seja, determinadas substância usam um tipo de proteína para entrar na célula enquanto outros grupos não conseguem fazêlo por essa mesma “porta”. Essa relação pode ser ilustrada pela seguinte analogia: uma pessoa não consegue entrar em uma casa pela “portinhola” de cachorros ou gatos. Este modelo explica o fato de a membrana ser semipermeável, isto é, ela permite ou impede a entrada ou a saída de algumas substâncias. Essa permeabilidade seletiva permite que a composição do interior das células seja diferente da composição do ambiente. A) Transporte através da membrana plasmática As células trocam substâncias com o meio externo. A membrana plasmática seleciona as substâncias que podem entrar ou sair das células. A seletividade da membrana está relacionada à sua estrutura e permite manter a estabilidade do meio intracelular. A passagem de substâncias através da membrana plasmática se dá de duas formas principais: o transporte passivo e o transporte ativo. O transporte passivo ocorre sem gasto de energia para a célula. As substâncias atravessam a membrana plasmática e passam do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, até que se atinja o equilíbrio das concentrações. Há três tipos de transporte passivo: difusão simples, difusão facilitada e osmose. O transporte ativo as partículas são levadas contra o gradiente de concentração, ou seja, eles fazem o caminho inverso do transporte ativo: passam do meio de menor concentração para o de maior concentração, sempre com gasto de energia. Esse gasto de energia consome moléculas energéticas conhecidas como ATP (adenosina trifosfato ou trifosfato de adenosina). De forma geral, esse transporte é realizado por proteínas, que agem bombardeando as moléculas ou íons para fora ou para dentro da célula, com o objetivo de manter a diferença de concentração entre os dois meios. Como exemplos de transporte ativo é endocitose e a exocitose. B) Difusão Simples Na difusão simples ocorre a passagem de moléculas pequenas apolares ou lipossolúveis (hidrofóbicas) e de gases como o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico através da bicamada lipídica sem nenhum auxílio (livremente) até que ocorra um equilíbrio no gradiente de concentração entre o meio extra e intracelular. C) Difusão Facilitada É muito parecida com a difusão simples, porém o transporte do soluto de um meio mais concentrado para um meio menos concentrado acontece com a ajuda de proteínas especiais presentes na membrana plasmática, facilitando o transporte e, consequentemente, aumentando a velocidade. Como exemplo, pode citar o papel da insulina, que liberada pelo pâncreas ativa transportadores de glicose na membrana plasmática das células, facilitando assim seu transporte para o meio intracelular. D) Osmose É um tipo especial de difusão no qual a água (solvente) atravessa a membrana. Na osmose, apenas a passagem da água é possível. Esta passagem ocorre do meio menos concentrado (com muita água) para o menos concentrado (com menos água), com o objetivo de diminuir a diferença de concentrações. Nos seres vivos, a osmose ocorre quando a concentração da solução no interior das células é diferente da concentração do meio externo. Dependendo da concentração das soluções em que as células são colocadas, as células podem ganhar ou perder água: - Perdem água: quando são colocadas em uma solução mais concentrada (hipertônica). - Ganham água quando colocadas em uma solução menos concentrada (hipotônica). A osmose é um fenômeno muito comum no cotidiano. Você já deve ter reparado que quando as saladas estão temperadas, com o passar do tempo elas murcham. Isso ocorre justamente porque a água difunde das células vegetais da alface (meio menos concentrado) para o meio mais concentrado, que é a solução de vinagre e sal E) Endocitose É o transporte no qual a membrana plasmática engloba partículas relativamente grandes e as leva para o interior da célula, dentro de vesículas. A palavra endocitose significa “dentro da célula”. Nesse sentido, a endocitose ocorre, geralmente, de duas maneiras: pela fagocitose ou pela pinocitose. Fagocitose: É o processo pelo qual a célula engloba partículas sólidas. A célula emite projeções, chamadas pseudópodes, que envolvem as partículas, capturando-as e conduzindo-as para o interior da célula. Pinocitose: É o processo pelo qual a célula engloba partículas líquidas. A célula forma canais na membrana plasmática, permitindo a entrada do líquido. F) Exocitose A exocitose é o processo inverso ao da endocitose. Nele há a eliminação de material de dentro para fora da célula. Por exocitose saem da célula secreções do metabolismo do nosso corpo e restos de materiais digeridos dentro da célula. 4. PAREDE CELULAR A parede celular existe em vegetais, algas, fungos e muitas bactérias e é uma estrutura que envolve a membrana plasmática. É permeável e tem a função de proteger e estruturar a célula. Nas células vegetais, essa parede rígida e permeável é formada basicamente pelo polissacarídeo celulose. Por isso nesse caso a parede celular também é chama de parede celulósica. Relembrando alguns conceitos!!! 1. SOLUÇÃO Uma solução é toda mistura de duas ou mais substâncias que seja homogênea, isto é, que tenha apenas uma fase. Isso acontece mesmo ao se olhar em um microscópio, pois as suas partículas dispersas têm o diâmetro menor. Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente. 2. SOLUTO O soluto pode ser definido como a substância dissolvida, ou seja, a que se distribui no interior de outra substância na forma de pequenas partículas. 3. SOLVENTE O solvente é a substância chamada de dispersante, ou seja, é a que permite que o soluto distribua-se em seu interior. A água é chamada, muitas vezes, de solvente universal, pois uma grande quantidade de substâncias dissolve-se nela, mas nem sempre ela é o solvente. A gasolina usada atualmente, por exemplo, contém cerca de 25% de etanol (álcool) dissolvido nela, ou seja, nesse caso, o soluto é o álcool e o solvente é a gasolina. Esse fato também evidencia que geralmente o solvente está em maior quantidade que o soluto, apesar disso não ser uma regra geral. 4. SOLUÇÃO HIPERTÔNICA A palavra hipertônico indica muito, algo que está elevado, que possui grande quantidade. Desta forma, pode-se afirmar que um meio hipertônico é quando a concentração do soluto é alta. Quando uma célula entra em contato com um meio hipertônico, a água que está no centro dela vai difundir (“sair”) para o meio hipertônico. Fazendo com que essa célula murche. 5. SOLUÇÃO HIPOTÔNICA A palavra hipotônico indica pouco, algo que possui pequena quantidade. Desta forma, pode-se afirmar que um meio hipotônico é quando a concentração do soluto é baixa. Quando uma célula entra em contato com um meio hipotônico, a água que está fora vai entrar na célula. Em consequência disso, a célula vai inchar, podendo chegar a estourar. 6. SOLUÇÃO ISOTÔNICA Quando dois meios possuem a mesma concentração de espécies químicas, diz-se que são isotônicos, ou seja, apresentam concentrações iguais.