CÉLULAS E ORGANIZAÇÃO DO CORPO HUMANO Evolução dos procariontes em eucariontes 1 RESUMO A história da Biologia nos mostra que apesar das diferenças quanto à forma e à função, todos os seres vivos têm em comum o fato de serem constituídos por células. Os cientistas acreditam que as células procarióticas possam ser muito semelhantes aos primeiros seres vivos que habitaram a Terra. As células procarióticas apresentam uma organização mais simples em relação às células eucarióticas. Distinguiram-se dois padrões básicos de organização celular: células procarióticas e células eucarióticas. As células procarióticas estão presentes em bactérias e cianobactérias, no entanto as células eucarióticas estão presentes nos animais, plantas, fungos e protozoários. Palavras-chave: Células. Procarióticas. Eucarióticas. 1. INTRODUÇÃO Sabe-se que todos os seres vivos são células ou associações de células, originando seres unicelulares e os pluricelulares. As células utilizam mecanismos para sintetizar proteínas, transformar energia e movimentar substancias essenciais para seu interior, e multiplicam seu material genético. O termo procariótico surgiu para que se identificassem as células que não possuíssem envoltório nuclear, e o eucarioto as células que apresentassem um núcleo verdadeiro, com um envoltório nuclear. Segundo Black (2002, p. 68), todas as células vivas podem ser classificadas como procarióticas, das palavras gregas pro (antes) e karion (núcleo), ou eucarióticas, de eu (verdadeiro) e karion (núcleo). A mais ou menos 3,5 bilhões de anos atrás surge uma estrutura mais complexa que as células procarióticas que possui um núcleo verdadeiro, com um envoltório nuclear; e com suas principais organelas: mitocôndria, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomo, vacúolo e o cloroplasto. Denominada célula eucariótica. Este trabalho vai explanar esse processo de forma sucinta e objetiva. Ao abordar o tema, entrarei em discussão sobre o processo de evolução e diversificação da vida na Terra. 2. ORIGEM E EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS As primeiras formas de vida na Terra deviam ser muito simples, constituídos por uma única célula com organização procariótica. Esses seres foram evoluindo e se diversificando com o passar dos anos. As primeiras células eucarióticas teriam surgido a partir das células procarióticas, que passaram a desenvolver dobramentos da membrana plasmática, tornando-se ainda maiores e complexas. Esses dobramentos teriam dado origem às organelas citoplasmáticas e à carioteca, estrutura membranosa que delimita o núcleo, onde se concentra o material genético da célula. (LOPES; ROSSO, 2006, p. 27). Lopes e Rosso (2006), afirmam ainda que dentre as organelas membranosas, apenas as mitocôndrias e os cloroplastos, parecem ter origem diferentes. Essas organelas responsáveis pela produção de energia das células animais e vegetais respectivamente, teriam surgido de relações simbióticas mutualismo, entre seres procariontes aeróbios e eucariontes anaeróbios. Outro passo muito importante na historia da vida foi o aparecimento dos seres eucarióticos multicelulares, isto é, constituídos de muitas células. Assim passam a viver juntas e dividem as tarefas de sobrevivência. Com o passar do tempo foram surgindo outros organismos com células cada vez mais especializadas no desempenho das funções especificas. O que permitiu o aparecimento de tecidos e dos órgãos dos organismos multicelulares. 1 Artigo escrito por Amanda Castro Avelino e publicado no site Brasil Escola sob o link: http://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/biologia/evolucao-dos-procariontes-eucariontes.htm Acesso em: 07/03/2017 [Nota do Professor]
3. AS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS As células procarióticas são menores que as células eucarióticas. O cromossomo encontra-se disperso no nucleóide, tendo contato direto com o citosol já que essas células são desprovidas da membrana nuclear. Outra característica muito importante é a ausência das organelas citoplasmáticas. E a falta do citoesqueleto impossibilita a realização da mitose. Desta forma, realiza a reprodução assexuada. As células procariontes não possuem envoltório nuclear, nem o elaborado sistema de membranas encontrado no citoplasma dos eucariontes, nem citoesqueleto. (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005, p. 267). A membrana plasmática apresenta proteínas relacionadas com o transporte transmembrana e as moléculas da cadeia respiratória constitui essa membrana. Junqueira; Carneiro (2005), afirmam que: essas estruturas atuam no aumento de moléculas que participam de processos funcionais, como a respiração; participando, ainda, da formação dos septos e da parede. Em relação à parede e a cápsula os autores Junqueira e Carneiro (2005) dizem que: A parede é responsável por proteger contra a ruptura, determina a forma da célula; e tem grande importância na divisão celular. A cápsula atua na proteção contra o dessecamento. A cápsula é mais comum em bactérias patogênicas (pathos, doença e genos, gerar), por essas apresentarem maios risco da fagocitose. 4. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS As células eucarióticas possuem um núcleo verdadeiro, com um envoltório nuclear, permitindo que o material genético fique no interior do mesmo, e não disperso no citoplasma. As células eucarióticas são maiores que as células procarióticas e possuem uma estrutura mais complexa. Essas células possuem uma variedade de estruturas especializadas que são organelas, rodeadas pelo citosol. Campbell (2000, p.45) define organela como sendo [...] uma parte da célula que exerce uma função distinta; ela é envolvida por sua própria membrana no interior celular. E a compartimentalização é a principal característica das células eucarióticas, permite que a célula cresça sem danificar suas funções. 5. AS PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE AS CÉLULAS EUCARIÓTICAS ANIMAIS E VEGETAIS Existem várias diferenças entre as células eucarióticas animais e vegetais, porém, exercem papeis parecidos. Na célula vegetal encontra-se o cloroplasto responsável pela fotossíntese, vacúolos bem maiores que na célula animal, parede celular, plastídios responsáveis pela pigmentação, presença de plasmodesmas que são responsáveis pelos canais de comunicação, e o amido como reserva energética. Já nas células animais encontramos também os vacúolos porem, na forma menor; membrana plasmática, e o glicogênio como reserva energética. Segundo Raven, Evert e Eichhorn (2007), o vacúolo pode originar-se diretamente do retículo endoplasmático, mas a maioria das proteínas do tonoplasto e de seu conteúdo provém diretamente do aparelho de Golgi. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Através deste trabalho pude compreender que apesar das células serem muito pequenas e até constituírem seres vivos unicelulares, elas são responsáveis por todo o funcionamento fundamental dos seres vivos. Assim tendo que administrar várias funções básicas e vitais. Sabe-se que a célula procarionte passou por grandes transformações para que houvesse o surgimento de outra mais complexa e que possui características bem distintas. Afinal a célula é a unidade fundamental da vida. REFERÊNCIAS LENZI, Mara Rúbia; NETO, Júlio Roussenq; Microbiologia, 2ª Ed. Indaial, Uniasselvi, 2012. LINDNER, Bianca; VIVIANA, Daniela; Citologia, 2ª Ed. Indaial, Uniasselvi, 2012. LOPES, Sônia; ROSSO, Sergio; Biologia volume único, 1ª Ed. São Paulo, Saraiva, 2005, 4ª tiragem 2006. SOARES, José; Biologia Volume Único, 9ª Ed. São Paulo, Scipione, 1999
Organelas Celulares 2 Organelas são estruturas presentes nas células, comuns a muitos tipos delas. Isto é, são compartimentos celulares limitados por membranas. Essas organelas desenvolvem funções distintas, que, no total, produzem as características de vida associada com a célula. Na célula animal eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo. 1- MEMBRANA PLASMÁTICA- A membrana plasmática pode ser conhecida como plasmalema, membrana celular ou membrana citoplasmática. Entre todos os modelos propostos quanto à composição e a da estrutura da membrana, o mais aceito atualmente é o proposto pelos cientistas Singer e Nicolson em 1972, simulada através de um mosaico fluido, como pode ser observado na imagem a seguir. Todas as membranas plasmáticas celulares são constituídas predominantemente por fosfolipídeos e proteínas em proporções diferentes e uma pequena quantidade de açúcares, na forma de oligossacarídeos. Além disso, na grande maioria das células animais, a membrana plasmática apresenta uma camada rica em glicídios: o glicocálix ou glicocálice, que tem a função de reconhecimento químico da célula para seu exterior e tem também função protetora, impedindo que alguns tipos de vírus ou bactérias se anexem à célula. A membrana celular é responsável pela recepção de nutrientes e sinais químicos do meio Figura 1: Modelo da composição da membrana plasmática. extracelular. Para o funcionamento normal e regulação das células, deve haver a seleção das substâncias que entram e o impedimento da entrada de partículas indesejáveis, ou ainda, a eliminação das que se encontram no citoplasma. Essa é a chamada permeabilidade seletiva, uma das funções mais importantes da membrana. Outra função é o transporte, que ocorre através dela, podendo ser dividido em ativo, quando há gasto energético, e passivo, quando não há gasto energético. 2- NÚCLEO-O núcleo é o responsável pelo controle de todas as funções celulares. A maior parte das células de nosso corpo possui um único núcleo. Contudo, há células que não possuem nenhum (glóbulos vermelhos maduros nos seres humanos) e outras que possuem vários, como, por exemplo, as células musculares esqueléticas. O núcleo pode ser central, paracentral ou excêntrico. No caso das células EUCARIONTES, o núcleo encontra-se separado pela carioteca, que, além de ter a função de separar o núcleo do citoplasma, comunica-se com o citoplasma através dos poros nucleares. Estes poros são os responsáveis pelo controle da troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. Dentro do núcleo, encontram-se corpos em formatos esféricos denominados nucléolos, compostos protéicos, DNA e RNA e os genes nucleares, que possuem informações através de um código genético. De forma geral podemos dizer que o núcleo possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula e armazenar suas informações genéticas. 3- RIBOSSOMOS- São organelas membranosas. São responsáveis pela síntese de proteínas através do RNA mensageiro que vem do núcleo. É composto por uma subunidade maior, uma subunidade menor, fator liberação, RNA mensageiro e RNA transportador. Existem ribossomos que estão isolados no citoplasma, outros estão inseridos no retículo endoplasmático rugoso. Os primeiros são a sede de produção proteínas que vão ser utilizadas no citosol, nos segundos as proteínas serão expelidas no próprio retículo, logo após são utilizadas em demais compartimentos da célula ou levadas para o exterior da célula. 2 Este texto foi escrito pela Professora Cristina Petrarolha Silva que ministra a disciplina de Biologia Celular para o Curso de Agronomia da Fundação Educacional de Andradina (FISMA). {Nota do Professor]
4- MITOCÔNDRIAS- As mitocôndrias são as principais organelas celulares. Presentes nas células eucariontes, elas são responsáveis pela produção de energia no interior da célula. São bastante numerosas, principalmente em células onde se precisa de muita energia (por exemplo, células nervosas e do coração, que tem atividade contínua). Está presente no citoplasma da célula. São formadas por duas membranas fosfolipídicas, uma externa semelhante á membrana plasmática, e outra interna, com várias ondulações, conhecidas como invaginações internas. A região limitada pela membrana interna é conhecida como matriz mitocondrial, onde existem proteínas, ribossomos e DNA mitocondrial. 5- RETICULO ENDOPLASMÁTICO- O retículo endoplasmático é uma organela exclusiva de células eucariontes. Formado a partir da invaginação da membrana plasmática, é constituído por uma rede de túbulos e vesículas achatadas, localizado próximo ao núcleo. Está envolvido na síntese de proteínas e lipídios, na desintoxicação celular e no transporte intracelular. É divido em dois: rugoso e liso. Os tipos de retículos endoplasmáticos são: Figura 3: Modelo mostrando os retículos endoplasmáticos liso e rugoso, assim como sua posição em relação ao núcleo celular. principalmente em células do fígado, das gônadas e pâncreas. 6- COMPLEXO DE GOLGIENSE- Situa-se próximo do núcleo celular e é formado por sáculos achatados e vesículas. As células sintetizam um grande número de diferentes macromoléculas. O complexo de golgiense é parte integrante na modificação, classificação e empacotamento dessas macromoléculas para que possam ser devidamente secretadas, num processo conhecido como exocitose, ou então para que sejam usada dentro da célula. Ele modifica principalmente proteínas vindas do retículo endoplasmático rugoso, mas também está envolvido no transporte de lipídios pela célula e na formação de lisossomos. Dessa forma, o complexo de golgiense pode ser comparado a uma central de correios, na qual os pacotes são enviados a diferentes destinos no interior da célula. Sua face convexa recebe as informações do retículo endoplasmático e a vesícula direciona as informações. Figura 2: Modelo mostrando as partes de uma mitocôndria. Retículo Endoplasmático Rugoso- Conhecido também como retículo endoplasmático granuloso, é formado por sistemas de vesículas achatadas com ribossomos aderidos à membrana. Devido aos ribossomos, participa da síntese de proteínas, que serão enviadas para o exterior das células. Esse tipo de retículo é muito desenvolvido em células com função secretora. Possui também a função de transporte de substâncias. Retículo Endoplasmático Liso- Conhecido também chamado retículo endoplasmático agranular, é formado por sistemas de túbulos cilíndricos e sem ribossomos aderidos à membrana. Participam principalmente da síntese de esteroides, fosfolipídios e outros lipídios. Uma de suas principais funções, é a desintoxicação do organismo humano, atuando na degradação do álcool ingerido em bebidas alcoólicas, assim como a degradação de medicamentos ingeridos pelo organismo como antibióticos e substâncias anestésicas. Esse tipo de retículo é abundante Figura 4: Modelo do complexo golgiense. 7- LISOSSOMOS- São bolsas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas. Com origem no aparelho de Golgi, os lisossomos estão presentes em praticamente todas as células eucariontes. Os lisossomos são organelas responsáveis pela digestão intracelular. As bolsas formadas na fagocitose e na pinocitose, que contêm partículas capturadas no meio externo, fundem-se aos lisossomos, dando origem a bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá. Outra função dos lisossomos é reciclar outras organelas celulares estão envelhecidas, processo
conhecido como autofagia. 8- PEROXISSOMOS- São bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem. Além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase. Figura 6: Modelo e foto de centríolo. 9- CENTRÍOLOS- São organelas não envolvidas por membrana e que participam do progresso de divisão celular. São formados por um total de nove trios de micro túbulos protéicos, que se organizam em cilindro. 10- CÍLIOS E FLAGELOS- São estruturas móveis, encontradas externamente em células de diversos seres vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados para a locomoção. Já os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como o espermatozoide. 11- CITOESQUELETO- É o conjunto de filamentos e finíssimos túbulos de proteínas presentes no citossol das células, responsáveis pela sustentação e forma, permitindo o seu movimento e transporte de substâncias. Entre suas funções, também destacamos a participação na organização dos centríolos, cílios e flagelos; orientação e deslocamento dos cromossomos, formando as fibras do fuso e do áster durante o processo de divisão celular (mitose e meiose) e a execução de contrações musculares pelo deslizamento dos filamentos de miosina sobre os de actina, entre outras. Figura 5: Foto em microscopia eletrônica de peroxissomos. 12- CLOROPLASTO- É uma organela presente nas células das plantas e outros organismos fotossintetizadores, como as algas e alguns protistas. Possui clorofila, Figura 7: Modelo de citoesqueleto. pigmento responsável pela sua cor verde. É um dos três tipos de plastos pigmentados, ou cromoplastos (organelas citoplasmática cujo formato varia de acordo com o tipo de organismo e célula em que se encontra), sendo os outros dois os cromoplastos e os leucoplastos. Os cloroplastos possuem nas suas delimitações duas membrana externa é lisa, enquanto a interna é composta por várias dobras voltadas para o interior do cloroplasto, formando os tilacóides e as lamelas. Os fotossistemas com várias moléculas de captação da luz. Os fotossistemas possuem outras substâncias além da clorofila que também participam da fotossíntese. 13-PAREDE CELULAR VEGETAL microfibrilas de celulose. As primeiras camadas formam a permitindo que a célula possa crescer. Novas camadas de celulose depositadas dentro da parede primária geram espessamento da parede,
inclusive com impregnação de plantas podem formar a parede secundária rigidez nessa parede. Células vizinhas comunicam entre si através de poros na parede celular atravessadas por filamentos citoplasmáticos chamados protoplasma dessas células adjacentes. Estas ligações explicam como as espalham rapidamente por todos os tecidos gelatinosa entre as paredes celulares das células vizinhas que as mantém ligadas. Esta camada, chamada lamela média é formada por fibras de celulose entrelaçadas por parede celular das plantas verdes é normalmente permeável aos fluidos, exceto quando impregnada com lignina ou suberina, nas plantas com crescimento membranas Na membrana interna dos cloroplastos estão os clorofila dispostas de maneira a formar uma espécie de - A parede celular das plantas verdes é formada essencialmente por parede primária, que mantém a sua elasticidade lignina. Após a formação desta, algumas - com a qual as células não podem mais crescer pois há maior, chamados pontuações plasmodesmos, que estabelecem com infecções ou outras das plantas. Para além destas ligações, existe ainda uma camada moléculas de pectinas secundário. 13- VACÚOLO CITOPLASMÁTICO - Os vacúolos (do latim"vaccuus" - vácuo) são estruturas celulares, muito abundantes nas células vegetais, contidas no citoplasma da célula. De forma mais ou menos esféricas ou ovalado, geradas pela própria célula ao criar uma membrana fechada que isola um certo volume celular do resto do citoplasma. Seu conteúdo é fluido, e armazenam produtos de nutrição ou de excreção, podendo conter enzimas lisossômicas ou até mesmo pigmentos, caso em que tomam o nome de vacúolos de suco celular. Os vacúolos de suco celular são delimitados pelo tonoplasto, membrana lipoproteica, e são exclusivos das células de plantas e de certas algas. Nas células jovens de plantas são numerosos e pequenos, e á medida que a célula cresce eles se fundem em um único, grande e bem-desenvolvido vacúolo. No interior do vacúolo há uma solução aquosa de várias substancias, destacando-se sais, carboidratos e proteínas. Os vacúolos de suco celular são importantes nos fenômenos osmóticos, e por poderem conter também pigmentos, como as antocianinas, são os principais responsáveis pela coloração azul, violeta, vermelha e púrpura das flores e folhas. Nas células animais os vacúolos são raros e não têm nenhum nome específico com exceção das células do tecido adiposo (os adipócitos) possuem vacúolos repletos de gordura, que servem como reserva energética. Referências JUNQUEIRA E CARNEIRO,Biologia Celular e Molecular ALBERTS e colaboradores. Fundamentos da Biologia Celular Embriologia e Histologia- Blog Disponível em: http://grupomedveterinaria.wordpress.com/2012/03/15/organelas-celulares/ Para complementar: 1- Para ter uma referência visual desse modelo de célula que estamos estudando, você pode assistir ao vídeo Biologia Celular A Célula e suas Organelas : https://youtu.be/kq8uxrwjw10 Corpo Humano Figura 8: Modelo de parede celular vegetal ao lado de foto de microscopia eletrônica da mesma. O Corpo Humano é constituído por diferentes partes, entre elas, a pele, os músculos, os nervos, os órgãos, os ossos etc. Cada parte do corpo humano é formada por inúmeras células que apresentam formas e funções definidas.
Figura 9: Anatomia humana externa. chamado de diferenciação celular. Células As células apresentam estruturas semelhantes - membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Cada célula do corpo pode variar quanto a forma (estrelada, alongada, cilíndrica etc.), quanto ao tamanho e ao tempo de vida (as células ósseas duram vários anos, enquanto as células da pele se renovam entre 35 e 45 dias). Cada tipo de célula se desenvolve para desempenhar uma função no organismo. A célula muscular, por exemplo, é capaz de se contrair. A hemácia transporta oxigênio para todo o corpo. A célula nervosa é capaz de receber estímulos. Tecidos A vida dos ser humano começa com uma única célula. Esta se divide e origina duas novas células, que também se dividem e formam mais duas e assim sucessivamente. Durante a formação do feto, no útero materno, as células vão se desenvolvendo, conforme sua localização e função no organismo. Esse processo é No corpo humano existem muitos tipos de células, com diferentes formas e funções. As células trabalham em grupo, estão organizadas de maneira integrada, desempenhando juntas, uma função determinada. Esses grupos de celulares formam os tecidos. Os tecidos do corpo humano podem ser classificados em quatro tipos: tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular, tecido nervoso. Órgãos Os tecidos, da mesma forma que as células também se agrupam. O conjunto de tecidos que desempenham determinada função recebe o nome de órgãos. Em geral um órgão é formado por diferentes tipos de tecidos. Vários órgãos formam o corpo humano, entre eles, coração, pulmão, cérebro, estômago, intestino, fígado, pâncreas, rins, ossos, baço, olhos etc. A maior parte dos órgãos está localizada no tronco. A pele é o maior órgão do corpo humano. Organismo Um conjunto de orgãos forma um sistema. Um conjunto de sistemas constitui um organismo. Assim: Um conjunto de órgãos que atuam de modo integrado constitui um sistema. O corpo humano é formado de diversos sistemas: respiratório, circulatório, digestório, cardiovascular ou circulatório, muscular, nervoso, endócrino, excretor, linfático, reprodutor e ósseo. Cada sistema apresenta sua função específica. O sistema respiratório, por exemplo, é responsável pela absorção do oxigênio do ar pelo organismo e da eliminação do gás carbônico, retirado das células. Por fim, o conjunto de todos os sistemas constitui o organismo que funcionando em conjunto e harmonicamente mantém a sobrevivência do corpo humano.