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Leeuwenhoek construiu vários microscópios de uma única lente, chamados microscópios simples. Hookeutilizou um microscópio composto, formado por duas lentes de aumento: a ocular (voltada para o olhohumano) e a objetiva (voltada para o objeto a ser analisado), ambas associadas a um tubo. Os objetos eramiluminados com luz, e por isto esse tipo de microscópio é chamado microscópio de luz ou óptico.

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Em 1665, Hooke observou delgadas fatias de cortiça (tecido vegetal morto) e constatou que eram formadaspor pequenos compartimentos, os quais denominou de células, termo que significa pequenas celas (saletas).Por essas observações, Hooke é considerado o descobridor das células. No entanto, o que ele observou era,na realidade, as paredes celulares que delimitam as células da cortiça. As paredes celulares são resistentes epersistem mesmo após a morte das células.

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As primeiras observações de células vivas foram feitas em 1673 por Leeuwenhoek, que até 1723 continuoudescrevendo detalhes de organismos unicelulares presentes na água e, curiosamente, também em materialretirado de seus dentes. Na época, Leeuwenhoek chamou esses microorganismos de animálculos. Hojesabemos que são especificamente bactérias, fungos e protozoários presentes na água e bactérias comuns nosdentes. Os microscópios de Leeuwenhoek permitiam aumento de 200 ou até de 300 vezes.

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Após os trabalhos de Hooke e Leeuwenhoek, o estudo microscópico dos seres vivos prosseguiu e, em 1838,dois pesquisadores alemães, Matthias Schleiden, e Theodor Schwann, estudando tecidos vegetais (Schleiden)e animais (Schwann), formularam a Teoria celular. Segundo esta teoria, todos os seres vivos são formados porcélula. A célula é, portanto, a unidade morfológica e funcional dos seres vivos.

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MO= microscópio ópticoAs primeiras análises de células ao microscópio de luz permitiram concluir que elas são formadas por umaregião de natureza viscosa, gelatinosa, que recebeu o nome de citoplasma (cito = célula; plasma = fluido).Observando que o citoplasma não se mistura com o meio, a não ser que a célula seja rompida, os cientistasconcluíram que ele é delimitado por uma membrana, não-visível ao microscópio de luz, que foi denominadamembrana plasmática. Imersa no citoplasma observa-se uma estrutura de forma variável, mas geralmentearredondada ou ovalada, que recebeu o nome de núcleo. Esse nome deveu-se ao fato de que essa estruturaseria o centro fundamental para todas as atividades das células. Na época concluiu-se que todas as célulasseriam formadas por três partes fundamentais: membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Ao microscópiode luz também é possível observar certos componentes imersos no citoplasma.Algumas das diversas estruturas celulares puderam ser observadas de forma mais evidente a partir do séculoXIX, com o uso de corantes especiais. Entretanto, a estrutura detalhada da célula só começou a ser bemcompreendida a partir do advento dos microscópios eletrônicos.

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O estudo detalhado das estruturas celulares tem sido cada vez mais apurado graças aos microscópioseletrônicos. Eles permitem observar as células com aumentos superiores a 100.000 vezes. Esses aumentos sósão possíveis porque os microscópios eletrônicos utilizam feixes de elétrons acelerados em substituição aosfeixes de luz utilizados nos microscópios de luz.O primeiro microscópio eletrônico foi desenvolvido na década de 1930 pelo cientista alemão Ernst Ruska;desde então, esses aparelhos têm sido cada vez mais aperfeiçoados. Nos primeiros microscópios eletrônicosanalisava-se a estrutura das células cortadas em fatias muito delgadas. Essa técnica é empregada até hoje eesses microscópios são chamados microscópios eletrônicos de transmissão. Na década de 1960, desenvolveu-se outro tipo de microscópio eletrônico que permite analisar a superfície externa de células e de organismos,sem precisar cortá-los em fatias. É o microscópio eletrônico de varredura. Mais recentemente desenvolveu-seo microscópio eletrônico de varredura por tunelamento, que tem permitido analisar a superfície demoléculas, como a do DNA (ácido desoxirribonucleico), que contém as informações genéticas dos seres vivos.Os inventores desse microscópio, os físicos alemães Gerd Binning e Heinrich Roher, dividiram com Ruska oprêmio Nobel de Física em 1986.

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Para exemplificar, observe as imagens a seguir, que mostram espermatozoides analisados aos microscópiosde luz (microscópio óptico ou MO), eletrônico de varredura (MEV) e eletrônico de transmissão (MET).

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Medidas usadas no estudo das célulasA maioria das células é microscópica. Sendo a célula pequena e as estruturas que ela contém menores ainda,há necessidade de se estabelecerem unidades de medidas apropriadas.O sistema mais utilizado para medidas é o sistema métrico. O metro é a unidade básica e em função delederivamos as demais unidades de medida. Para medir objetos ou estruturas pequenas, empregamossubmúltiplos do metro. Em citologia, os principais submúltiplos são:milímetro (mm) = metro dividido por mil: 1 mm = 10 3 m ou 0,001 m;micrômetro ( m) = metro dividido por milhão: 1 m = 10 6 m ou 0,000001 m;nanômetro (nm) = metro dividido por bilhão: 1 nm = 10 9m ou 0,000000001 m.

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Microscópio e poder de resoluçãoA capacidade de distinguir dois pontos muito próximos um do outro chamamos de poder de resolução. Sedois pontos estiverem separados por uma distância igual ou superior a 0,1 mm, o olho humano será capaz dedistingui-los. Sendo a distância menor que 0,1 mm, veremos apenas um único ponto, isto é, a imagem perde anitidez. Por isto dizemos que o poder de resolução do olho humano é da ordem de 0,1 mm.O microscópio óptico comum é um instrumento formado por um sistema de lentes com poder de resoluçãocerca de 500 vezes maior que o do olho humano, sendo da ordem de 0,2 m. Com esse aumento podemosver as células e algumas de suas estruturas internas. Assim, através do microscópio óptico, podemosaumentar a imagem de um objeto em cerca 40 até 1.000 1.500 vezes, sem que ele perca a nitidez.Com o advento do microscópio eletrônico, o poder de resolução foi aumentado cerca de 1.000 vezes emrelação ao microscópio óptico. Os microscópios eletrônicos têm poder de resolução próximo a 2 Å, cerca de500.000 vezes maior que o do olho humano.É importante salientar a diferença entre poder de resolução e poder de aumento. Se você ampliar váriasvezes uma mesma fotografia comum, a imagem aumenta, mas os pontos separados por menos de 100 mcontinuarão aparecendo como um só ponto borrado. Neste caso, a imagem é ampliada sem, contudo,melhorar sua resolução. Já com o microscópio, é diferente: ele nos permite observar estruturas ampliadascom resoluções maiores. Desta forma, podemos concluir que esse aparelho tem duas atribuições ou funções:ampliara imagem e aumentar o poder de resolução do olho humano.Para que possamos observar um objeto qualquer através do microscópio óptico, este objeto precisa seratravessado por um feixe de luz. Daí falarmos que no microscópio óptico a imagem é formada portransparência. Já com o microscópio eletrônico (como o próprio nome indica), em vez de feixes de luz,empregam-se feixes de elétrons. As áreas que permitem melhor transmissão de elétrons aparecem claras,enquanto as áreas que absorvem ou refletem os elétrons, aparecem escuras. Desta forma, objetos a seremobservados em microscópios devem ser bem finos para permitirem que a luz os atravessem, ou mais finosainda para permitirem que os feixes de elétrons os atravessem.

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A célula é a unidade que constitui os seres vivos, podendo ocorrer isoladamente, nos seres unicelulares, ouformar arranjos ordenados, os tecidos, que constituem o corpo dos seres pluricelulares. Em geral, os tecidosapresentam quantidades variáveis de material extracelular, produzidos por suas células.

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Com o uso dos microscópios eletrônicos de transmissão, a estrutura das células começou a ser desvendada,revelando que nem todas apresentam membrana, citoplasma e núcleo. Existem células estruturalmente maissimples, presentes nas bactérias e cianobactérias, que são formadas por membrana, citoplasma e nucleoide,não havendo núcleo diferenciado. Distinguiram-se então dois tipos básicos de células: as procariontes (proto=primeiro, primitivo; karyon = núcleo), que não têm núcleo diferenciado, e as eucariontes (eu = verdadeiro;karyon = núcleo), que possuem núcleo diferenciado. A estrutura dos diferentes componentes das células foi eainda está sendo desvendada.

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Um vírus não e capaz de se multiplicar, exceto quando parasita uma célula de cujas enzimas se utiliza para asíntese das macromoléculas que vão formar novos vírus. Eles não possuem todas as enzimas e nem asestruturas necessárias para a fabricação de outros vírus. São, portanto, parasitas intracelulares obrigatórios.Na verdade, os vírus são parasitas moleculares, pois induzem a maquinaria sintética das células a sintetizar asmoléculas que vão formar novos vírus em vez de produzir moléculas para a própria célula.Os vírus que atacam as células animais não atacam as vegetais, e vice-versa. Distinguem-se, pois, os vírusanimais e os vírus vegetais. Há, porém, alguns vírus vegetais que, invadindo-as, multiplicam-se nas células deinsetos disseminadores desses vírus de uma planta para outra. Os vírus das bactérias são chamadosbacteriófagos, ou simplesmente fagos.

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Cada vírus é formado basicamente por duas partes: (1) uma porção central que leva a informação genética,isto é, o material genético constituído de ácido ribonucleico (RNA) ou desoxirribonucleico (DNA), no qualestão contidas, em código, todas as informações necessárias para a produção de outros vírus iguais; e (2) umaporção periférica (capsídeo), constituída de proteínas, que protege o ácido nucleico, possibilita ao vírusidentificar as células que ele pode parasitar e, em certos vírus, facilita a penetração nas células. Alguns víruscontêm ácido ribonucleico (RNA), enquanto outros contêm ácido desoxirribonucleico (DNA). Os dois tipos deácidos nucleicos jamais estão presentes no mesmo tipo de vírus.

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Certos vírus maiores e mais complexos apresentam um invólucro lipoproteico. A parte lipídica desse invólucroorigina-se das membranas celulares. Mas as proteínas são de natureza viral, isto é, são codificadas pelo ácidonucleico do vírus.

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As células procariontes caracterizam-se pela pobreza de membranas. Nelas, geralmente a única membranapresente é membrana plasmática. Ao contrário das células eucariontes, as procariontes não possuemmembranas separando os cromossomos do citoplasma. Os seres vivos que têm células procariontes sãodenominados procariotas, compreendendo principalmente as bactérias (as cianofíceas, ou algas azuis,também são bactérias) e as arqueobactérias.A célula procarionte mais bem estudada é a bactéria Escherichia coli, que, por sua simplicidade estrutural erapidez de multiplicação, revelou-se excelente para estudos de biologia molecular. A E. coli tem a forma debastão, com cerca de 2 m de comprimento e é separada do meio externo por uma membrana plasmáticasemelhante à que envolve as células eucariontes. Por fora dessa membrana existe uma parede rígida, com 20nm de espessura, constituída por um complexo de proteínas e glicosaminoglicanas. A parede tem sobretudofunção de proteção mecânica. No citoplasma da E. coli existem ribossomos ligados a moléculas de RNAmensageiro, constituindo polirribossomos. Encontram-se, em geral, dois ou mais cromossomos idênticos,circulares, ocupando regiões denominadas nucleoides e presos a pontos diferentes da membrana plasmática.Cada cromossomo, constituído de DNA não-associado a histonas, tem espessura de 2 nm e comprimento de1,2 mm. As células procariontes não se dividem por mitose e seus filamentos de DNA não sofrem o processode condensação que leva à formação de cromossomos visíveis ao microscópio óptico, durante a divisãocelular. O citoplasma das células procariontes em geral não apresenta outra membrana além daquela que osepara do meio externo (membrana plasmática). Em alguns casos podem existir invaginações da membranaplasmática que penetram no citoplasma, onde se enrolam, originando estruturas denominadas mesossomos.Além disso, no citoplasma das células procariontes que realizam a fotossíntese, existem algumas membranas,paralelas entre si, e associadas à clorofila ou a outros pigmentos responsáveis pela captação da energialuminosa. Outra diferença entre a célula procarionte e a eucarionte é a falta de um citoesqueleto nas célulasprocariontes. Nas eucariontes, o citoesqueleto é responsável pelos movimentos e pela forma das células, que,muitas vezes, é complexa. A forma simples das células procariontes, em geral esférica ou em bastonete, émantida pela parede extracelular, sintetizada no citoplasma e agregada à superfície externa da membranacelular. Essa parede é rígida e tem também papel importante na proteção da célula bacteriana, diante dasvariações do meio ambiente onde ela se encontra na natureza. Todavia, a diferença mais marcante entre ascélulas procariontes e as eucariontes é a pobreza de membranas nas procariontes. O citoplasma das célulasprocariontes não se apresenta subdividido em compartimentos, ao contrário do que ocorre nas célulaseucariontes, onde um extenso sistema de membrana cria, no citoplasma, microrregiões que contêmmoléculas diferentes e executam funções especializadas.

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Rickettsias e clamídias são células incompletas e, por essa razão, só proliferam no interior de uma célulacompleta. As bactérias dos grupos das rickettsias e das clamídias são muito pequenas e constituídas porcélulas procariontes incompletas, que não possuem a capacidade de autoduplicação independente dacolaboração de outras células. Como os vírus, as rickettsias e clamídias são parasitas celulares obrigatórios,pois só proliferam no interior das células completas. Todavia, as células incompletas diferem dos vírus em trêsaspectos fundamentais. Em primeiro lugar, os vírus contêm apenas um tipo de ácido nucleico, que pode ser oácido ribonucleico (RNA) ou o desoxirribonucleico (DNA), enquanto as células incompletas contêm ao mesmotempo DNA e RNA. Em segundo lugar, os vírus carregam, codificada no seu ácido nucleico, a informaçãogenética para a formação de novos vírus, mas não possuem organelas e, por isso, se utilizam da maquinariadas células para se multiplicar. As células incompletas, ao contrário, têm parte da máquina de síntese parareproduzir-se, mas necessitam da suplementação fornecida pelas células parasitadas. Em terceiro lugar, ascélulas incompletas têm uma membrana semipermeável, através da qual ocorrem trocas com o meio, o quenão acontece com os vírus. O invólucro que alguns vírus possuem e que, em parte, é constituído de moléculascelulares, perde-se quando esses vírus penetram nas células. Provavelmente, as células incompletas sãocélulas "degeneradas", isto é, que no decorrer processo evolutivo, perderam parte das informaçõesgenéticas do seu DNA. Consequentemente, perderam sua autonomia enzimática, tomando-sedependentes das células que se conservaram completas.

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Seres autótrofos (fotossintetizantes) conseguem captar energia solar, transformando-a em energia química,que fica armazenada nas moléculas orgânicas resultantes da fotossíntese. Esta energia química é fundamentalpara a manutenção da vida dos seres fotossintetizantes e dos não-fotossintetizantes que, direta ouindiretamente, utilizam as plantas e outros seres como alimento. Por meio de processos catabólicos (dedegradação de substâncias com liberação de energia necessárias às funções orgânicas), essa energia éliberada e utilizada nas diversas funções orgânicas.

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Esta é uma visão bastante simplificada de cada um dos 3 componentes principais das células eucariontes.Maiores detalhes serão dados em aulas específicas sobre cada assunto.

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Existe grande variabilidade na forma das células eucarióticas. Geralmente o que determina a formade uma célula é sua função específica. Outros determinantes da forma de uma célula podem ser ocitoesqueleto presente em seu citoplasma, a ação mecânica exercida por células adjacentes e arigidez da parede celular (no caso dos organismos autótrofos).

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