Introdução:
- A biologia celular e molecular é a análise das moléculas e dos componentes celulares com os quais se constroem todas as formas de vida.
- A célula é a unidade estrutural e funcional fundamental dos seres vivos.
- Relações gerais entre as dimensões lineares e os pesos que são usados na análise química da matéria viva: o peso dos componentes celulares é expresso em picogramas (quer dizer 10-¹²g) e o das moléculas em dalton (equivalente ao peso de um átomo de hidrogênio).
Características Gerais das células:
1) Procariontes x Eucariontes
1.1) Procariontes:
- Moneras (bactérias e as algas azuis)
- Envoltório nuclear ausente;
- O cromossomo ocupa um espaço chamado nucleoide, contato com o resto do protoplasma;
- DNA desnudo;
- Divisão: fissão binária;
- Ribossomas: 70S (50S+30S);
- Endomembranas ausentes;
- Mitocôndrias ausentes;
- Cloroplastos ausente;
- Parede celular não celulósica;
- Exocitose e endocitose ausentes;
- Citoesqueleto ausente;
1.2) Eucariontes:
- Demais reinos (protistas, fungos, vegetais e animais);
- Envoltório nuclear presente;
- DNA combinado com proteínas;
- Múltiplos cromossomos;
- Nucléolos presentes;
- Divisão: mitose ou meiose;
- Ribossomas: 80S (60S+40s)
- Endomembranas presentes;
- Mitocôndrias presentes;
- Cloroplastos presentes em células vegetais;
- Parede celular celulósica em células vegetais;
- Exocitose e endocitose presentes;
- Citoesqueleto presente;
Semelhanças entre eles: utilizam o mesmo código genético e um maquinário similar para sintetizar proteínas.
2) Organismos autótrofos ou heterótrofos
2.1) Autótrofos:
- Fotossíntese;
- Obtêm energia dos carboidratos, das gorduras e das proteínas sintetizadas pelos organismos autótrofos;
3) Organização geral das células procariontes:
3.1) Bactérias:
Exemplo: Escherichia coli
- Bactéria Gram-negativa (não se coram pelo método H.C.Gram);
- Membrana plasmática: parede celular (proteção mecânica) com duas camadas: 1) interna de peptidoglicana (macromolécula contínua composta por carboidratos incomuns unidos por peptídeos curtos); 2) membrana externa ( dupla camada de lipoproteínas e lipopolissacarídeos similar a membrana plasmática);
- Porina (presente na membrana externa): forma um canal transmembrana que permite a difusão livre de solutos;
- Protoplasma: encontram-se ribossomas (RNA+proteínas), água, íons, outros tipos de RNA, proteínas estruturais e enzimáticas, entre outros;
- Cromossomo bacteriano: molécula única circular de DNA desnudo, bem pregueado, dentro do nucleoide;
- Plasmídeo: algumas bactérias o contêm, DNA pequeno e circular que confere resistência a um ou mais antibióticos;
- Micoplasmas: pequenas bactérias que produzem doenças infecciosas, sua importância biológica é que tem massa mil vezes menor que o tamanho de uma bactéria;
3.2) Vírus
- Não são considerados células verdadeiras;
- Dois tipos de vírus, de acordo com o tipo de ácido nucleico: 1) O que tem a molécula de RNA como cromossomo (ex. vírus da AIDS); 2) os que têm DNA (ex. bacteriófagos).
- Em comparação com uma célula verdadeira, ele só possui padrão genético para codificar suas proteínas e se reproduzir.
4) Organização geral das células eucariontes:
- Forma e estruturas variáveis e se diferenciam de acordo com suas funções específicas nos diferentes tecidos;
- A massa de um órgão depende do número e não do volume das células;
- Membrana plasmática: controla de maneira seletiva a passagem de solutos, promove a entrada e a saída de macromoléculas por endocitose e exocitose. Nas células animais é abundante em carboidratos e nas vegetais, é coberta por um segundo envoltório, a parede celular.
- Citoplasma se divide em dois grande compartimentos: um contido dentro do sistema de endomembranas e outro, o citosol ou matriz citoplásmatica, fora.
- Citoesqueleto (responsável pelo formato das células) é composto por três tipos de filamentos principais: 1) Filamentos de actina: motilidade das células. 2) Filamentos intermediários: formado por proteínas fibrosas, papel mecânico. 3) Microtúbulos: função de deslocamento de organelas pelo citoplasma, compõe as fibras do fuso mitótico durante a divisão celular.
- Centríolos: paredes formadas por microtúbulos, durante a mitose, migram para os polos das células.
- Sistema de endomembranas: retículo endoplasmático: o rugoso é coberto de ribossomas, sintetiza proteínas destinadas ao sistema de endomembranas e à membrana plasmática. O liso, síntese de diversas moléculas. Do R.E. deriva o envoltório nuclear: composto por duas membranas que se unem ao nível dos poros nucleares, que são orifícios que permitem a passagem de moléculas entre o núcleo e o citosol.
- Complexo de Golgi: são processadas as moléculas provenientes do R.E., que são incorporadas ao endossomos ou são liberadas (segregadas) para fora da célula por exocitose.
- Endossomos: destinadas a receber enzimas hidrolíticas do C.G., assim como o material que entra na célula por endocitose, quando somados formam os lisossomos.
- Lisossomos: contêm enzimas hidrolíticas que fazem a digestão das substâncias endocitadas e degradam organelas envelhecidas (autofagia).
- Mitocôndrias: possuem duas membranas separadas pelo espaço intramembranoso. A membrana interna e a matriz mitocondrial contêm enzimas que intervêm na extração da energia dos alimentos e em sua transferência ao ATP.
- Peroxissomos: função desintoxicante, degrada o peróxido de hidrogênio e protege a célula.
- Somente nas células vegetais: plastídeos.
- Leucoplastos: incolores e participam no armazenamento do amido.
- Cromoplastos: contêm pigmentos.
- Cloroplastos: pigmento verde clorofila. É composto por duas membranas: estroma e tilacóides (sacos achatados). Fotossíntese.
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Célula eucarionte vegetal. |
Núcleo:
- Função do núcleo: proporcionar informações genéticas armazenadas no DNA.
- Relação nucleocitoplasmática: proporção ideal entre o volume do núcleo com o do citoplasma.
- As células passam por dois períodos: um de interfase (sem divisão) e outro com divisão.
- Durante a interfase a informação contida nos genes é transcrita em diferentes classes de molécula de RNA e quando passam para o citoplasma, traduzem as informações e sintetizam proteínas específicas. Fase S: duplicação do DNA.
- O DNA com as histonas (proteínas básicas) formam estruturas granulares conhecidas como nucleossomas (que se alterna com DNA livre de histona. A cromatina disposta é mais delgada e é capaz de se enrolar em vários graus, como: eucromatina (menos enroladas) e heterocromatina (mais condensadas).
- Células somáticas contêm dois jogos de cromossomos homólogos (dois membros de cada par), ou seja, é diplóide (2n).
- Mantêm a estabilidade do número de cromossomos.
- Fases: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase.
- Prófase: duas fibras de cromatina como um filamento muito delgado converte-se a um bastão curto e compacto, se enrolam em duas fibras de cromatina e são denominadas de cromátides. Passando a metáfase, no transcurso da anáfase, cromátides se separam e cada cromátide-filha se dirige ao pólo da célula. Na telófase, formam-se núcleos um para cada célula.
- Divisão celular concluída com a participação do citoplasma, conhecido como citocinese.
Meiose:
- Reduz os cromossomos a um número haplóide.
- Ocorre nos animais e nos vegetais.
Fonte: ROBERTIS, E.M.F. Bases da biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, p. 1-16.
Imagens: Google.