Boer | M1 | Aula 2 | Célula: unidade básica estrutural da vida

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2.1 Introdução

De acordo com a teoria evolucionista, após o Big Bang, a grande explosão que deu origem ao universo, o planeta Terra surgiu como uma grande “bola de fogo”. Com o tempo, esse imenso planeta em chamas começou a se resfriar, devido à distância do Sol. Os elementos químicos como hidrogênio, carbono e o oxigênio, dentre outros, em constantes reações, deram início ao aparecimento de várias substâncias, sendo a principal a água. A Terra transformou-se em um grande oceano, cujas águas salgadas provavelmente propiciaram o surgimento de aglomerados moleculares orgânicos estruturados, conhecidos como coacervados.

O desenvolvimento da vida celular fez surgir várias estruturas localizadas e protegidas em seu interior: as organelas.

Após milhares de anos, esses coacervados provavelmente conseguiram criar uma barreira entre as águas salgadas do oceano e uma região interna, cujas águas se diferenciariam em termos de composição. Assim, foi criado o ambiente externo, onde esses seres iriam habitar, e o ambiente interno, no qual se desenvolveria a mais extraordinária estrutura do planeta: a célula (Figura 1.1). Assim surgiu a vida.

Uma das comprovações dessa teoria é que todas as células do ser humano, aproximadamente 100 trilhões, vivem ainda em um ambiente muito parecido com aquele mar primitivo.

Tais células ficam mergulhadas em um líquido salgado, chamado de líquido extracelular ou intersticial.

Desse modo, todas as células atuais apresentam as seguintes estruturas:

• Membrana plasmática
• Líquido intracelular, citoplasma ou citosol
• Núcleo, contendo o material genético
• Citoesqueleto
• Organelas.

Em estrutura básica, todas as células humanas são iguais, visto que apresentam os mesmos elementos constituintes. O que diferencia uma célula de outra é justamente a sua função.

Quando várias células idênticas se agrupam e desenvolvem a mesma função, diz-se que elas formam um tecido. Os tecidos dão origem aos órgãos e estes originam os sistemas. Os sistemas, trabalhando harmonicamente, dão origem ao organismo:

Células → tecidos → órgãos → sistemas → organismo

Para sobreviver, a célula necessita de um suprimento contínuo de água, oxigênio e nutrientes. Para isso, o corpo humano desenvolveu um sistema capaz de transformar os alimentos da natureza em moléculas absorvíveis e utilizáveis pelas células – o sistema gastrintestinal. Para fornecer o oxigênio, dispomos de um sistema funcional – o sistema respiratório – capaz de realizar as trocas gasosas, com múltiplas funções orgânicas.

 O ser humano é capaz de buscar os alimentos por vontade própria e com total liberdade de movimentos por meio do sistema locomotor (sistema muscular + sistema esquelético). É possível retirar rapidamente todas as impurezas que estejam circulando no corpo, assim como, a todo momento, milhões de células realizam o equilíbrio hidroeletrolítico (água e eletrólitos) – o sistema urinário.

Há uma “máquina” que trabalha 24 h por dia durante toda a vida para fornecer a força de propulsão necessária à movimentação dos líquidos corporais – o coração. Esses líquidos são conduzidos por uma rede extensa de túbulos, um verdadeiro labirinto, capaz de alcançar os mais de 100 trilhões de células: o sistema circulatório. É interessante notar que todas essas células podem se comunicar eficientemente, por meio de mensageiros químicos – os hormônios –, produtos do sistema endócrino.

O cérebro é um lugar cheio de belezas e mistérios, onde, até hoje, o homem não consegue achar respostas para tantas potencialidades; trata-se do centro de comando de todo o organismo – o sistema nervoso.

O sistema reprodutor possibilita a perpetuação da espécie humana e a transmissão de características para a geração seguinte.

Para entender melhor o funcionamento das células, serão listados os principais componentes celulares e suas respectivas funções.

2.2 Membrana celular

De acordo com o modelo “mosaico fluido”, proposto por Singer e Nicolson em 1972, a membrana celular é formada, basicamente, por lipídios e proteínas.

Há três tipos principais de lipídios que compõem a membrana: fosfolipídios, colesterol e glicolipídios.

Já as proteínas de membrana desempenham a maioria das funções específicas das membranas, podendo ser:

• Intrínsecas ou transmembranas: atravessam toda a espessura da membrana; por exemplo, as proteínas de transporte como as proteínas de canais ou gates (portões ou comportas), responsáveis pelo livre movimento de determinados íons ou moléculas. Por isso, essas proteínas também são denominadas canais de comportas (quando têm estruturas que “abrem e fecham” os canais) ou canais de vazamento (quando deixam passar livremente as substâncias de dentro para fora ou de fora para dentro da membrana). Existem ainda as proteínas carreadoras ou transportadoras, que transportam as substâncias através da membrana
• Extrínsecas ou periféricas: fixam-se apenas à parte externa da membrana. São denominadas receptoras. Essas proteínas fazem a “sinalização” celular; ou seja, recebem a ação de substâncias de fora da célula e passam as mensagens para o interior celular. São proteínas “comunicantes”, que enviam avisos, informações e ordens de fora da célula para a maquinaria interna e, até mesmo, para o DNA.

A membrana plasmática é uma estrutura elástica, delgada, formada por uma dupla camada de lipídios, que funciona como barreira à passagem de água e substâncias químicas entre o líquido extracelular e o líquido intracelular (Figura 1.2). Ela também tem o papel de comunicação externa e interna, por meio de suas proteínas.

A membrana plasmática tem as seguintes funções:

• Proteção: barreira física entre o lado de dentro e de fora da célula
• Comunicação: informações da célula para o corpo e do corpo para a célula
• Permeabilidade: capacidade de deixar passar substâncias químicas de dentro para fora e de fora para dentro da célula
• Seletividade: capacidade de selecionar as substâncias que podem sair ou entrar nas células.

A seguir, serão analisados os tipos de proteínas encontradas na membrana plasmática.

2.3 Núcleo

O núcleo é o centro de coordenação celular. Trata-se de um corpo limitado pelo envoltório nuclear, localizado no interior das células, que contém o ácido desoxirribonucleico (DNA). A partir de moléculas do DNA do núcleo são formados os genes, responsáveis por carregar a informação genética.

O núcleo também apresenta um nucléolo (responsável pela produção de ribossomos); cromossomos (entidades portadoras dos genes) e nucleoplasma (líquido no qual estão imersas várias substâncias necessárias para seu funcionamento).

2.4 Citoplasma ou citosol

O citoplasma é a substância que preenche o espaço limitado pela membrana celular e que cerca o núcleo celular. É um líquido transparente, homogêneo e sem estrutura, em que estão os componentes celulares. Em sua composição há água (70 a 85%), proteínas (10 a 20%), lipídios (2%), carboidratos (1%) e vários íons como potássio, magnésio, fosfato, sulfato e bicarbonato.

2.5 Ribossomos

Ribossomos são estruturas granulares (em formato de grãos), responsáveis pela síntese (produção) das moléculas de proteínas.

2.6 Retículo endoplasmático granular

O retículo endoplasmático granular (REG) ou rugoso (RER) consiste em uma extensa estrutura membranosa que forma um sistema fechado de tubos e cisternas. É também responsável pela síntese (produção) proteica e de alguns carboidratos. No REG, os ribossomos realizam a produção de proteínas; algumas destas, como o colágeno, são produzidas no REG e, logo após, são jogadas para fora das células. No entanto, há outras proteínas que saem do REG e são direcionadas para outra organela, onde são modificadas e embaladas.

2.7  Complexo de Golgi

O complexo de Golgi (CG) é uma organela membranosa que funciona em íntima associação com o retículo endoplasmático (RE). As substâncias produzidas no REG vão para o CG, no qual são segregadas, ou seja, sua estrutura molecular é modificada. Pode-se dizer que as proteínas no CG ganham uma nova “roupagem”. Após essas modificações, o CG “embrulha” as proteínas em estruturas membranosas, chamadas de vesículas de transporte.

2.8 Mitocôndrias

São organelas em forma de grãos, com membranas incluídas internamente, sendo responsáveis pela produção de energia. As mitocôndrias são as “usinas” produtoras de energia para as células. Essa energia é representada pelo ATP (trifosfato de adenosina).

2.9 Lisossomos

Pequenas vesículas contendo enzimas digestivas envolvidas por uma dupla camada lipídica. Quando essa camada é rompida, as enzimas são liberadas e realizam a digestão celular. Os lisossomos são como “usinas de reciclagem”, em que ocorre a destruição de tudo aquilo que a célula precisa descartar e também o reaproveitamento de moléculas úteis ao metabolismo.

2.10 Retículo endoplasmático liso

O retículo endoplasmático liso (REL) é uma extensa estrutura membranosa que forma um sistema fechado de tubos e cisternas. É responsável pela desintoxicação celular e produção de ácido graxo (gordura).

2.11 Microtúbulos

São estruturas rígidas, por isso servem de arcabouço intracelular; ou seja, fazem parte do citoesqueleto das células, que mantém a forma celular adequada à sua função. As organelas e vesículas são transportadas dentro das células por meio dos microtúbulos. São as vias, ou rodovias, de transporte celular.

2.12 Peroxissomos

São organelas que contêm enzimas responsáveis por degradar produtos tóxicos dentro da célula, transformando-os em menos tóxicos, principalmente a água oxigenada (H2O2).

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Exercício de progressão

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Recursos adicionais

Mapa mental para baixar (PDF, PowerPoint) | Acesso ao glossário | Desconto em livros do autor do curso

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