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17 de fev. de 2010

Introdução á citologia





A Célula - uma unidade biológica


A célula pode ser definida como uma massa de substância viva delimitada por uma membrana que protege o citoplasma e o núcleo.
É capaz de realizar todas as funções vitais importantes para ela, sendo considerada a unidade biológica (morfológica e funcional) na estrutura dos organismos.


CITOLOGIA

 Etmologia: do grego kytos = célula e logos = estudo.
 Conceito: parte da Biologia que se ocupa do estudo da célula relativamente à sua estrutura, suas funções e sua importância.


DESCOBERTAS

 Robert Hooke (1665) – primeira observação de células em fragmento de cortiça.
 Theodor Schwann (1839) – conclui que todos os seres vivos são formados de células.
 Rudolf Virchow (1858) – afirma que toda célula é proveniente de outra célula.


MICROSCOPIA

É o estudo das estruturas celulares, feito com o auxílio do microscópio.

 Microscópio óptico: funciona com luz e tem pequeno poder de resolução*. É possível observar células vivas em atividade.
 Microscópio eletrônico: usa feixes de elétrons e tem grande poder de resolução (mais de 500 000 vezes). Só é possível observar células mortas, porém em todas as dimensões.

* poder de resolução é a capacidade de aumento ou de distinguir entre dois pontos muito próximos.


TEMPO DE VIDA

 Células lábeis: pouco diferenciadas, de curta duração e que não se reproduzem. Após cumprirem suas funções, morrem e são substituídas.
Ex: as hemácias e os gametas.
 Células estáveis: mais diferenciadas, de longa duração, se reproduzem e regeneram.
Ex: células musculares lisas e células epiteliais.
 Células permanentes: altamente diferenciadas, com funções muito especializadas, duram a vida toda do organismo, não se reproduzem nem regeneram.
Ex: células musculares estriadas e células nervosas.


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 de milímetro)
 nm (nanometro) = 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.


PROCARIOTAS e EUCARIOTAS

 Procarióticas: células onde o núcleo não é individualizado por falta de cariomembrana, não apresentam orgânulos membranosos. O material nuclear está disperso no citoplasma. Encontradas nas bactérias e cianobactérias.
 Eucarióticas: o núcleo é individualizado, a cariomembrana envolve o material nuclear, são mais evoluídas e possuem orgânulos membranosos. Encontradas nos protistas, fungos, vegetais e animais.


ORGÂNULOS ou ORGANELAS

São estruturas celulares destinadas à realização de funções vitais.

 Orgânulos não-membranosos: centríolos, ribossomos, microtúbulos, cromossomos e nucléolo.
 Orgânulos membranosos: mitocôndrias, plastos, vacúolos, retículo endoplasmático, complexo golgiense e lisossomos.


CÉLULA VEGETAL e CÉLULA ANIMAL

 Célula vegetal: formato prismático, com parede celular e plastos. Não possuem lisossomos nem centríolo, os vacúolos são grandes e em pequena quantidade (vacúolos de suco celular).
 Célula animal: geralmente arredondadas, sem parede celular nem plastos. Apresentam lisossomos, os vacúolos são pequenos e em grande quantidade (vacúolos digestivos e pulsáteis).



A ORGANIZAÇÃO CELULAR DOS SERES VIVOS

A célula - sua estrutura e funcinamento


Com exceção dos vírus, todos os demais seres têm as suas estruturas fundamentadas na célula. Muitos são apenas unicelulares, outros são multicelulares. Mas, a despeito de algumas diferenças, a arquitetura fundamental da célula se repete com impressionante semelhança em todos os níveis de organização, o que justifica considerarmos a célula como a unidade biológica.
Na sua diminuta dimensão, a célula demonstra um admirável arranjo na disposição de microestruturas diferentes, que representam os seus orgânulos. A ela cabe a realização de importantes funções, como o determinismo genético, a síntese de proteínas, o armazenamento e a liberação de energia, a produção de substâncias que devem atuar no meio extracelular controlando as funções do organismo, ou até mesmo cuidando em manter o equilíbrio físico-químico (hidrossalino e ácido-básico) fundamental à preservação da vida.

A parte da Biologia que estuda a célula se chama Citologia.

O termo célula foi usado pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke, quando observava em um microscópio rudimentar um pequeno fragmento de cortiça. A cortiça é um tecido vegetal obtido da casca de caules velhos de certas árvores, no qual as células já morreram e desapareceram. Mas as células deixam o seu vestígio no contorno das camadas de suberina, substância que antes as envolvia. Vendo aquela grande quantidade de diminutos espaços vazios na estrutura da planta, Hooke resolveu chamá-los de células – pequeninas celas. Tempos depois outros cientistas conseguiram ver a célula viva e descobriram que ela é um corpo minúsculo, cheio de conteúdo e com funções muito importantes. Mas o nome célula foi conservado.

Em virtude de suas minúsculas dimensões, as células só podem ser estudadas com ajuda do microscópio. Ele é um aparelho que aumenta as imagens.

 O microscópio óptico ou de luz (MO) usa um feixe de luz que atravessa a célula, passa por um sistema de lentes e vai projetar no olho do observador a imagem imensamente aumentada. Como a maior parte da estruturas celulares não tem cor, usam-se corantes específicos para determinadas partes da célula. Os tecidos têm de ser preparados em cortes finíssimos, para que a luz os atravesse. Pode-se observar a célula viva, dependendo da técnica de preparação.

 O microscópio eletrônico (ME) usa um feixe de elétrons que é detonado por um canhão de elétrons numa câmara de vácuo, onde é posto o material com a célula a ser examinada. A imagem é observada, indiretamente, em uma tela. Só podemos observar células mortas embora seja possível vê-la por todos os ângulos.

O microscópio óptico oferece aumentos de 100 até 1 200 vezes, enquanto o eletrônico pode ampliar a imagem mais de 500 000 vezes. A capacidade de aumento de um microscópio é denominada poder de resolução, que é a capacidade de distinção entre dois pontos muito próximos.

Células Procariotas e Eucariotas

Em alguns organismos mais simples a célula não apresenta um núcleo individualizado, bem visível, em cujo interior se concentra o material genético. Falta-lhe a membrana nuclear, carioteca ou cariomembrana; o conteúdo nuclear se apresenta espalhado por todo o interior celular, dando a impressão de que a célula não possui núcleo. Ela o possui, apenas não está individualizado; encontra-se disperso ou difuso no citoplasma. Esse tipo de célula é chamado de procariota e, os organismos que são formados por células desse tipo são os procariontes. Bactérias e cianófitas (algas cianofíceas) são procariontes e estão agrupadas no reino Monera.
Todos os demais seres possuem células com núcleo bem individualizado, dotadas de cariomembrana e são chamados eucariontes, e suas células, visivelmente nucleadas, são qualificadas de eucariotas. São os protistas, fungos, vegetais e animais.

A Origem das Células

Segundo a hipótese que tenta explicar a origem da vida, as primeiras células que surgiram eram procariotas anaeróbias. Essas células, para sobreviver, realizavam a fermentação. Posteriormente apareceram as células procariotas fotossintetizantes. Estas tinham a capacidade de realizar a fotossíntese, liberando o oxigênio (O2) para a atmosfera terrestre. Depois delas surgiram as células procariotas aeróbias, que passaram a utilizar o O2 para respirar.
Tudo isso aconteceu há cerca de 3,5 bilhões a 2 bilhões de anos. A partir dessa época surgiram as células eucariotas. A princípio, essas células tinham a estrutura de uma célula procariota anaeróbia. Sua membrana começou a formar evaginações e invaginações de tal forma que sua superfície tornou-se bastante ampliada. Essas transformações da membrana foram originando organelas, como o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e a própria carioteca.
Acredita-se que os cloroplastos e as mitocôndrias são as únicas organelas que não tiveram essa origem. As mitocôndrias teriam se formado a partir de bactérias aeróbias que foram englobadas por seres eucariontes anaeróbios. A partir daí, passaram a viver numa relação mutualística: o eucarionte dava proteção à bactéria aeróbia (agora mitocôndria) e desta aproveitava a capacidade respiratória que lhe fornecia a energia necessária à sua sobrevivência.
Da mesma forma, alguns procariontes fotossintetizadores associaram-se com certos eucariontes passando a viver mutualisticamente. No curso da evolução esses procariontes tornaram-se cloroplastos vivendo em organismos eucariontes, agora fotossintetizadores.

As Dimensões das Células

1 µm (micrômetro) = 0,001 mm (1 milésimo de milímetro)
1 nm (nanômetro) = 0,000 001 mm (1 milionésimo de milímetro)
1 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.

Estruturas Celulares dos Eucariontes

Existem algumas diferenças notáveis entre células animais e vegetais, mas, a arquitetura e o padrão geral de funcionamento são os mesmos para todas.
As células vegetais costumam ter contornos prismáticos, com grandes vacúolos centrais, deixando o citoplasma comprimido na periferia. A sua membrana plasmática é protegida por uma parede celular formada de celulose.
A célula animal costuma ser arredondada ou achatada, sem ângulos acentuados, revelando ausência de grandes vacúolos, bem como de parede celular.
A maior parte dos orgânulos intracelulares é delimitada por membranas lipoprotéicas. São os orgânulos membranosos como o retículo endoplasmático, complexo golgiense, mitocôndrias, cloroplastos, lisossomos e núcleo que, juntamente com a membrana plasmática, formam o sistema de membranas da célula.
Alguns poucos orgânulos não são delimitados por membranas como os ribossomos, centríolos e cromossomos que formam o sistema não-membranoso.


MEMBRANAS CELULARES: OS PORTÕES DAS CÉLULAS

A membrana plasmática é o envoltório celular, regula a entrada e saída de substâncias e impede que o conteúdo celular se derrame para o exterior.
Ela se apresenta ao ME com duas camadas escuras, mais densas, separadas por uma camada mais clara, menos densa.
Atualmente se admite que a membrana plasmática é formada por uma dupla camada lipídica (fosfolipídios) e mergulhadas nessa matriz lipídica encontram-se as moléculas de proteínas com ampla capacidade de movimentação e deslocamento, cabendo-lhes papel de relevante importância na retenção e no transporte de outras moléculas através da membrana, entre os meios intra e extracelulares.

As substâncias lipossolúveis atravessam a membrana, passando diretamente através da dupla camada lipídica.
As demais são transportadas pelas moléculas protéicas que se movimentam, recolhendo-as de um lado e largando-as do outro. Íons e pequenas moléculas hidrossolúveis, inclusive a própria água, atravessam a membrana por minúsculos canais formados pelas moléculas protéicas.

Especializações da Membrana Plasmática

A membrana plasmática revela adaptações especiais como: microvilosidades, desmossomos, interdigitações, plasmodesmos, cílios e flagelos.

 Microvilosidades são minúsculas expansões em forma de dedos na superfície da célula que se projetam para o meio extracelular quando se torna necessário ampliar a área de absorção da célula. São numerosíssimas nas células epiteliais de revestimento da mucosa intestinal.
 Desmossomos são destinados à maior fixação de uma célula às suas vizinhas. Cada desmossomo compreende duas metades, cada um pertencente a uma célula. O espaço entre eles contém uma substância cimentante formada por moléculas de glicoproteínas.
 Interdigitações representam um recurso para proporcionar a melhor ligação das células entre si num tecido. A superfície celular descreve saliências e reentrâncias que se encaixam perfeitamente nas das células vizinhas.
 Plasmodesmos compreendem pontes de continuidade do citoplasma entre células vizinhas, graças a diminutas interrupções nas membranas de separação entre tais células. São exclusivos das células vegetais.
 Cílios e flagelos são expansões celulares finas e muito móveis que contribuem para a movimentação celular com deslocamento ou para proporcionar o aparecimento de correntes líquidas ao redor das células. Em bactérias, protozoários, euglenófitas, pirrófitas e em células reprodutoras (gametas masculinos) de plantas e animais (anterozóides e espermatozóides) esses orgânulos atuam na motricidade celular. Em tecidos animais, como no epitélio ciliado das trompas de Falópio e no epitélio ciliado da traquéia, eles formam um fluxo de líquido. Em células bacterianas essas estruturas são apenas expansões citoplasmáticas. Já nos protozoários e organismos multicelulares, flagelos e cílios são mais complexos e ligados ao centríolo (microtúbulos).Os cílios são curtos e numerosíssimos, enquanto os flagelos são longos e pouco numerosos.

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