A célula é a unidade básica da vida, dado que todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células - ou, no caso dos vírus, delas dependem para se reproduzir. Podem ser divididas entre células eucariontes, aquelas que possuem um núcleo e organelas membranosas, e procarionte, que não possuem um núcleo típico, nem organelas membranosas.
Célula Eucarionte:
As células eucariotas são constituídas essencialmente por uma membrana plasmática, citoplasma e núcleo.
Membrana Plasmática:
A membrana plasmática é responsável por delimitar os meios intra e extracelular e por controlar a troca de substâncias entre eles, processo chamado de permeabilidade seletiva.
Ela é constituída por:
- Fosfolipídeos: a estrutura básica de uma membrana plasmática é uma bicamada de fosfolipídeos, dos quais a face hidrofílica volta-se para "fora", em contato ou com o meio intracelular ou com o extracelular, enquanto a parte hidrofóbica projeta-se para dentro da bicamada;
- Proteínas: encontram-se em meio aos fosfolipídeos. Podem ser periféricas (quando não atravessam a membrana), geralmente associadas a açucares, ou integrais (quando atravessam a membrana), criando canais para a passagem de certas substâncias;
- Colesterol: assim como as proteínas, encontra-se imerso em fosfolipídeos. Sua principal função é aumentar a fluidez da membrana;
- Glicocálix (glicocálice): camada de açúcar voltada para o exterior da célula que atua no reconhecimento celular e na captação de estímulos.
Atualmente a biologia considera a membrana plasmática como um "mosaico fluído", uma vez que as proteínas e os lipídeos podem se mover lateralmente com uma certa liberdade pela bicamada, como se estivessem em um líquido. Essa fluidez da membrana é aumentada conforme o teor de colesterol e de fosfolipídeos insaturados nela presentes. Pode ainda ocorrer, porém raramente, o movimento de flip-flop, no qual fosfolipídeos de uma camada migram para a outra.
Citoplasma:
Compreende a parte mais abundante da célula, indo da parte interna da membrana plasmática ao exterior do núcleo. É constituída pelo citosol, pelos ribossomos e por organelas membranosas, que, na célula animal, representam o complexo golgiense, as mitocôndrias, reticulo endoplasmático (rugoso e não rugoso), peroxissomos, lisossomos e centríolos.
- Citosol: solução coloidal de proteínas em água, constitui o líquido que preenche a célula;
- Citoesqueleto: conjunto de proteínas, especialmente tubulina, actina e miosina, formando tubos (microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermediários) que mantém a forma celular e que é responsável pelo movimento das organelas no interior da célula e pela emissão de pseudópodes durante a locomoção de certas células e durante processos fagocitários;
- Ribossomos: associação entre rRNA e proteínas responsável pela síntese proteica. Apresenta duas subunidades: uma menor (40S) e uma maior (60S), sendo que nesta ocorre a síntese proteica e aquela decodifica a informação do RNAm;
- Complexo golgiense: conjunto de sacos e membranas que armazenam e secretam substâncias, especialmente hormônios e enzimas, sintetizam certos polissacarídeos e formam os lisossomos e o acrossomo (estrutura encontrada na cabeça dos espermatozoides);
- Mitocôndrias: organelas em forma de bastão que apresentam duas membranas, sendo a externa regular e a interna, com uma série de invaginações, chamadas de "cristas". O espaço delimitado pela membrana interna apresenta DNA circular e ribossomos próprios e é chamado de matriz mitocondrial. Esse organóide é responsável pela maior parte do metabolismo energético na célula, sediando na matriz o Ciclo de Krebs e nas cristas a cadeia respiratória. Por sua semelhança com células procariontes, a atual Teoria da Endossimbiose propõe que as mitocôndrias surgiram a partir de bactérias que foram englobadas durante um processo de fagocitose e que passaram a auxiliar a célula eucarionte primitiva, realizando a respiração aeróbica;
- Reticulo endoplasmático: conjunto de canais interligados, geralmente próximos ao núcleo, que constituem duas partes diferentes: o retículo endoplasmático rugoso (também chamado de retículo endoplasmático granuloso), que apresenta ribossomos aderidos às suas paredes e o retículo endoplasmático não rugoso (também chamado de retículo endoplasmático liso). Realiza funções de síntese (o rugoso, de proteínas e o liso, de lipídeos), armazenamento, transporte intracelular e detoxificação (degradação especialmente do etanol);
- Peroxissomos: vacúolos com enzimas, especialmente a catalase, que aceleram a degradação da água oxigenada (de alto potencial oxidativo). São formados a partir do retículo endoplasmático não rugoso;
- Lisossomos: vacúolos que apresentam enzimas proteolíticas. Atuam na digestão, na apoptose (morte celular programada) e na autofagia (destruição de organoides velhos e/ou disfuncionais pela própria célula). Originam-se do complexo golgiense;
- Centríolos: dois cilindros perpendiculares entre si, cada qual sendo constituído de 9 trios de microtúbulos. Responsável pela formação das fibras do fuso, durante a separação dos cromossomos na mitose;
- Flagelos: projeções citoplasmáticas em forma de fio, geralmente únicos e compridos, responsáveis pela movimentação de certas células. São constituídos por um conjunto de microtúbulos e braços de dineína, responsáveis pela movimentação, envoltos pela membrana plasmática. No ser humano, podem ser encontrados nos espermatozoides;
- Cílios: são projeções citoplasmáticas de constituição igual à dos flagelos, porém menores e mais numerosos. No ser humano, aparecem na traqueia, para mover o muco, e nas trompas uterinas, para ajudar na locomoção do óvulo.
O citoplasma das células vegetais apresenta algumas diferenças em relação ao citoplasma das células animais. Essas diferenças podem ser vistas na aula de citologia vegetal.
Núcleo:
Geralmente ocupa a região central da célula. O núcleo contém o DNA da célula e nele ocorre a replicação e a transcrição, ou seja, o núcleo controla a célula. O núcleo é dividido em:
- Carioteca: é a membrana que separa o núcleo do citosol. É constituída de fosfolipídeos e apresenta numerosos poros, que permitem a troca de moléculas entre o núcleo e o citoplasma;
- Nucléolo: região do interior do núcleo constituída por rRNA e proteínas e responsável pela síntese dos ribossomos. As células geralmente apresentam um nucléolo, porém podem apresentar mais;
- Cromatina: é constituída pela associação do DNA celular a proteínas de carater básico, conhecido como histonas. O termo eucromatina se estende aos trechos da cromatina pouco condensados, que efetivamente participam da transcrição em RNA; já a heterocromatina se refere a trechos altamente condensados da cromatina, que não são expressos. A eucromatina pode ser convertida em heterocromatina e vice-versa. Durante os processos de divisão celular, cada molécula de DNA da cromatina se torna altamente condensada e passa a ser chamada de cromossomo.
Célula Procarionte:
As células procariontes são caracterizadas pela ausência de um núcleo definido e de organelas membranosas. Os organismos detentores deste tipo de célula são as bactérias e as archeas (arqueobactérias). Apresentam uma estrutura dividida em membrana plasmática, parede celular, capsula, citoplasma, nucleoide, cílios e flagelos.
Membrana Plasmática:
Na maioria dos procariontes, apresenta estrutura e função similar a dos eucariontes. No entanto, em algumas archeas, a membrana plasmática é constituída de uma única camada de lipídeos éter.
Parede celular:
Externamente à membrana plasmática, as células procariontes apresentam uma parede celular resistente que garante proteção e mantém a forma da célula. De acordo com a composição dessa estrutura, as células são classificadas em gram-positivas e gram-negativas.
As bactérias gram-positivas podem ser coradas com o cristal de violeta, durante a coloração de gram, ficando com uma cor roxa. Elas apresentam uma parede grossa de peptideoglicano.
Já as gram-negativas não podem ser coradas pelo cristal, sendo tingidas pela fucsina (de cor rosa), e apresentam uma camada de peptideoglicano mais fina, porém com uma membrana externa de composição semelhante a da membrana plasmática.
A classe de bactérias conhecida por micoplasmas, as menores bactérias conhecidas, não apresentam parede celular, por isso não são suscetíveis à coloração de gram.
Capsula:
Composta de polímeros orgânicos, como glicoproteínas e polissacarídeos, a capsula bacteriana aumenta a resistência desses seres à fagocitose e impede a desidratação, sendo, pois, fator de virulência. A bactéria Streptococcus pneumoniae, por exemplo, só causa pneumonia quando apresenta capsula.
Citoplasma:
O citoplasma das células procariontes é mais simples que o de células eucariontes, desprovido de citoesqueleto e organelas membranosas, apresenta ribossomos, plasmídeos e corpos de inclusão:
- Ribossomos: são ligeiramente diferentes dos ribossomos de eucariotos, sendo estes chamados de 80S e aqueles, de 70S;
- Plasmídeos: são pequenas moléculas de DNA extra cromossomal que podem se replicar independentemente do DNA cromossômico e que podem ser trocados entre bactérias em um processo chamado de conjugação. São associados à resistência a antibióticos e são usados em processos biotecnológicos;
- Corpos de inclusão: é um conjunto de proteínas que não apresentam estruturas secundária e/ou terciária adequadas. Essas proteínas geralmente advém de plasmídeos inseridos artificialmente ou de mutações, sendo chamadas de proteínas recombinantes.
Nucleoide:
É o nome dado ao único cromossomo bacteriano, cujas extremidades da fita de DNA se encontram, formando uma espécie de círculo.
Cílios e Flagelos:
Assim como na célula procarionte, atuam na locomoção celular.
No entanto, um certo tipo de prolongamento, chamado de pilus, ou pelo sexual, une duas bactérias durante o processo de conjugação e por ele ocorre a troca de plasmídeos.
Aula elaborada por Igor Bersanetti Gabilondo