UMA VISÃO GERAL

DA CÉLULA

Prof.(a) Nilderlânia P.

Sampaio

Abril - 2014

A Invenção do MicroscópioEm 1590, o holandês Hans Janssen e o seu filho, Zacharias, planearam o primeiro microscópio. Era composto por uma objectiva de lente convexa e uma lente (de luneta) côncava, conforme relatou Galileu Galilei em 1609.Outro holandês, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), trabalhava numa loja de tecidos e, nas horas vagas, fazia experiências com vidro moído para produzir lentes.Usava o microscópio para observar os fios e depois passou a examinar a anatomia dos menores animais conhecidos. Ele produziu microscópios tão eficientes que estabeleceu, praticamente sozinho, o ramo da microbiologia.

Aos poucos, ele convenceu uma comunidade científica bastante céptica (descrente ou desconfiado) que uma importante teoria da época, a da geração espontânea (a crença de que organismos vivos podem originar de matéria inanimada), era um grande engano.Leeuwenhoek também é considerado o primeiro a realizar descrições precisas dos glóbulos vermelhos (para espanto dos fisiologistas da época), das bactérias que habitam a boca e os intestinos dos seres humanos (para horror da população) e da forma e locomoção do espermatozóide humano.

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.

Microscopia: “ver o pequeno”

Com essas descobertas, Robert Hooke foi encarregado de construir um microscópio ainda mais poderoso. Ele desenvolveu um aparelho com duas lentes ajustadas nas extremidades de um tubo de metal. E por possuir duas lentes, a ocular e a objetiva, ficouconhecido como microscópio composto. Com isso, novas pesquisas foram realizadas e a tecnologia aprimorada.

Atualmente, os aparelhos utilizados nos laboratórios de biologia de escolas e universidades são, na maioria, microscópios ópticos ou fotônicos, que utilizam luz. Eles possuem dois conjuntos de lentes de vidro ou de cristal, e geralmente fornecem ampliações de 100 a 1000 vezes. A luz, projetada através do objeto em observação, atravessa as lentes da objetiva e chega ao olho do observador. Utiliza-se então um micrômetro e um macrômetro para focalizar o objeto fracionado na lâmina estudada e o charriot para efetuar a varredura, que é a visualização dos diferentes campos de uma lâmina.

Para a melhor utilização do microscópio, diversas técnicas foram formalizadas e inovações foram feitas. Corantes, fixadores, micrótomo, esfregaço, esmagamento. Esses são alguns materiais e algumas técnicas que são necessárias em um laboratório que utiliza microscopia.

As diferentes técnicas utilizadas em microscopia dependem também das finalidades laboratoriais. Por exemplo, se as lâminas forempara fins educacionais, deve-se tentar montar uma lâmina permanente, no entanto, se a lâmina for preparada para testes laboratoriais na área de saúde, como contagem de células, tal técnica deve ser descartada, seguindo as normas de biossegurança necessárias.

Há também os microscópios eletrônicos, que permitem o estudo mais detalhado da estrutura interna da célula, podendo proporcionar aumentos de 5 mil e 100 mil vezes.

No microscópio eletrônico de transmissão há, em vez de luz, um feixe de elétrons que atravessa o material biológico, produzindo a imagem. Já o microscópio eletrônico de varredura por meio também de elétrons, estuda-se detalhes de superfícies de objetos sólidos. O material deve ser desidratado e recoberto com uma fina camada de metal. Com a movimentação de um feixe de elétrons, a superfície do material é captada por um sensor e então há uma interpretação computadorizada dessa superfície.

MICROSCÓPIO ÓPTICO x MICROSCÓPIO ELETRÔNICO

A Descoberta da Célula

• Mais tarde, em 1665, o inglês RobertHooke(1635-1703) publicou suas observaçõesde estruturas visíveis ao microscópio de luz,só que esse microscópio era construído comduas lentes de aumento associados a tubo.Essas observações lhe creditaram peladescoberta da célula.

Microscópios, possibilitam o conhecimento e o estudo de estruturas invisíveis aolho nu.Como o microscópio do holandês, Anton van Leeuwenhoek era formado poruma só lente de aumento, era chamado de microscópio simples, e por usar aluz para iluminar os objetos observados é também chamado de microscópio deluz(ML) ou microscópio óptico(MO).

O cientista Robert Hooke observou pedaços de cortiça com o auxílio de ummicroscópio composto por duas lentes. Ele descreveu pequenas cavidades no interiordaqueles pedaços e deu o nome de células ( diminutivo latino de cella, lugar fechado,pequeno cômodo). Como a cortiça é um tecido de células mortas o que Hooke viu foiapenas o envoltório da célula ( a parede de celular) e o espaço vazio antes ocupadopela célula viva.

Cortiça é um material de origem vegetal da casca dos sobreiros, leve e com grande poder isolante.

•1820 - O botânico Robert Brown descobriu um pequeno corpo no interior da célula e o chamou de núcleo.•1838 - O botânico alemão Mathias Schleiden concluiu que a célula era a unidade básica de todas as plantas.•1839 – O zoólogo alemão Theodor Schwann generalizou esse conceito e surgiu assim a teoria celular: ‘ Todos os seres vivos são formados por células”.•1858 – O médico alemão Rudolf Virhow afirmou que toda célula provém de outra célula (capaz de reproduzir)•Ao longo do século XIX, foram descobertas várias estruras, chamadas organelas responsáveis por diferentes funções no interior da célula.

Teoria Celular• A Teoria Celular, foi uma das mais importantes generalizações da história da Biologia. Ficou claro que,

apesar das diferenças quanto à forma e função, todos os seres vivos têm em comum o fato de serem formados por células. Portanto, para a plena compreensão do fenômeno da vida, é preciso conhecer as células.

• Toda célula é portadora de material genético, o DNA e o RNA

• A célula é responsável por todo o metabolismo do organismo, em conjunto com outras, forma os sistemas

• Idéias principais:

• Novas células formam-se pela reprodução de outras células preexistentes, por meio da divisão celular. Nem todos os seres vivos possuem organização celular: os vírus não possuem tal organização, ou seja, são acelulares. Por isso, alguns cientistas não os consideram seres vivos. Entretanto, todos concordam que os vírus são estruturas biológicas, pois precisam necessariamente invadir células vivas para se reproduzir. Eles são parasitas intracelulares obrigatórias e, se não encontrarem células vivas dentro das quais possam produzir novos vírus, permanecem inertes, sem realizar nenhuma atividade viral, pois são formados por uma cápsula de proteína e cromossomos. As outras células podem ser unicelulares procariontes ou unicelulares eucariontes ou até mesmo pluricelulares eucariontes, com várias células com núcleo membranoso, pois um ser pluricelular raramente possui células procariontes.

• A célula é a menor porção de matéria viva capaz de realizar as diversas funções que mantêm vivo um organismo, do contrário dos vírus, que são parasitas, menores que uma célula, e só possuem vida quando parasitam uma bactéria ou célula.

Teoria celularatual

Todos os seres são formados por células

Toda célula tem metabolismo próprio

Toda célula vem de outra preexistente

Toda célula tem material genético

O Tamanho e a Forma das Células

• No corpo de um ser humano adulto existem aproximadamente 65trilhões de células. A grande maioria ou quase totalidade das célulastem dimensões microscópicas, medidas em micrômetros. Existem,porém, células macroscópicas como a gema do ovo, a fibra doalgodão que são medidas em centímetros (cm).

• As menores células conhecidas pertencem às bactérias dogênero Mycoplasma (PPLO), que podem ser menores que algunsvírus e são medidas em nanômetros.

• 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)

:Estrutura das Células

Forma e Função das Células

• Uma célula, de acordo com o controle genético, possui forma relacionada com a função que desempenha. Nos vegetais, a morfologia é limitada em razão da presença da parede celulósica conferindo angulosidades às células com aspecto romboédrico, enquanto nos animais a não existência da parede permite variados formatos.

- No epitélio estratificado pavimentoso (da pele, por exemplo), as células possuem formas poliédricas, conferindo um grau de proximidade que desempenha proteção mecânica, bem como evitando a perda de água por desidratação, revestindo o organismo com muita eficácia.

- No tecido muscular, a forma alongada e a estrutura das células contribuem com a capacidade de contração e distensão.

- No tecido conjuntivo sanguíneo, os glóbulos vermelhos do sangue (as hemácias), com forma achatada e região central abaulada (bicôncava), proporcionam melhor transporte de gás oxigênio e distribuição aos diversos tecidos do organismo.

- No tecido nervoso, as numerosas ramificações (dendritos e telodendros) das células nervosas realizam a recepção de estímulos e a transmissão de impulsos nervosos, muitas vezes com grande velocidade.

- O formato do espermatozoide, constituído por uma cabeça, uma peça intermediária e uma cauda, permite sua maior mobilidade.

Fatores externos podem influenciar no comportamento anatômico de uma célula. A pressão exercida pelo aglomerado celular em um tecido pode remodelar a estruturação de cada unidade, visto a maleabilidade conferida pela membrana plasmática.

Tipos de Células:

Célula Procariótica: possuem núcleo desorganizado (material genético solto no citoplasma) e não apresentam organelas com membranas (possuem apenas ribossomos). Ex. Bactérias e cianobactérias

PROCARIOTASAs células procariontes ou procarióticas, também chamadas de protocélulas, são muitodiferentes das eucariontes. A sua principal característica é a ausênciade carioteca individualizando o núcleo celular, pela ausência de alguns organelas e pelopequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuíremcompartimentos membranosos originados por evaginação ou invaginação. Tambémpossuem DNA na forma de um anel não-associado a proteínas (como acontece nascélulas eucarióticas, nas quais o DNA se dispõe em filamentos espiralados e associados àhistonas). No citoplasma encontramos também os ribossomos, organelas respponsaveispela síntese de proteínas.Todo esse conjunto é envolvido pela membrana plasmática, existe ainda um reforçoexterno, a parede celular, compposta de cadeias de glicídios e amijnoácidos.Estas células são desprovidas de mitocôndrias, plastídios, complexo de Golgi, retículoendoplasmático e sobretudo cariomembrana o que faz com que o DNA fique disperso nocitoplasma.A este grupo pertencem seres unicelulares ou coloniais:

• Bactérias• Cianofitas (algas cianofíceas, algas azuis ou aindaCyanobacteria)

Célula Eucariótica: Possuem núcleo organizado ou verdadeiro( membrana nuclear contendo o material genético) e organelas membranosas.

EucariotasAs células eucariontes ou eucarióticas, (eu = verdadeiro; cario = núcleo; ontos= ser) também chamadas de eucélulas, medindo entre 10 µm e 100 µm detamanho é bem maior e mais complexas que as procariontes, Possuemmembrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. A maioria dosanimais e plantas a que estamos habituados são dotados deste tipo de células.Seu material genético é constituido por DNA associado a proteínas – formandoos cromossomos – e está envolvido por uma membrana, o envelope nuclear(chamada de carioteca). Forma-se assim, um núcleo individualizado.

No citoplasma dos eucariontes existe além dos ribossomos, uma série deorganelas, envolvidas por uma membrana, que estão ausentes nosprocariontes: mitocôndrias, retículo endoplasmático, complexo golgiense,cloroplastos, lisossomos, etc., que serão estudados logo logo.

Os organismos uni ou pluricelulares formados por células eucarióticas sãochamados eucariontes.

PROCARIOTAS X EUCARIOTAS

Evolução da estrutura da célulaPodemos supor que as células eucariotas se originaram, por evolução decélulas procariotas que aumentaram de tamanho. Com isso, surgia umadesproporção entre sua superfície e seu volume (lei de Spencer).Em alguns organismos apareceram, então, dobras ou invaginações damembrana plasmática, que aumentaram a superfície da célula. A partir delas,teriam surgido no citoplasma vários organoides, como o retículoendoplasmático, aparelho de Golgi, lisossomos, peroxissomos, vacúolos eoutros.Do mesmo modo, essas invaginações teriam envolvido o material genético, oscromossomos, formando a membrana nuclear dos eucariontes.Surgia assim uma célula dividida em compartimentos. Cada um dessescompartimentos passou a desempenhar uma função definida. Essa divisão detrabalho permitiu que cada função se realizasse com maior eficiência, o que,por sua vez, possibilitou o aparecimento de eucariontes maiores epluricelulares.

Aspecto de uma Célula Animal

Observe que essa célula é envolvida por uma membranaplasmática, a qual controla a passagem de substâncias. Onúcleo é circundado também por uma membrana e contém omaterial genético, a cromatina que vai formar os cromossomosdurante a divisão celular. Além disso, o núcleo apresentanucléolo.

O citoplasma, que ocupa a maior parte da célula, épreenchido por um coloide, o hialoplasma, onde estãomergulhados os orgânulos celulares que desempenhamfunções vitais.

Aspecto de uma Célula Vegetal

As células vegetais, além de um formato mais típico, possuem certasparticularidades que as diferenciam de uma célula animal.

A membrana plasmática é envolvida por outra camada, a membrana celulósicaou parede celular, mais espessa e mais rígida.

Observamos a presença de grandes vacúolos no citoplasma. Estes armazenamágua e substâncias dissolvidas. Comumente as células vegetais apresentam um sóvacúolo. É típico também a ocorrência de plastos no citoplasma. Estes podem serpigmentos; alguns armazenam amido. Os cloroplastos possuem a clorofila e são asede do processo de fotossíntese. O núcleo geralmente está deslocado da regiãocentral.

Organelas de uma célula animal e suas funções:

1- Nucléolo - produção dos componentes ribossômicos

2 - Núcleo - conservar e transmitir a informação genética na reprodução das células e regular as funções celulares.

3 - Ribossomos - produção de proteínas

4 - Vesículas - transporte de substância e união com a membrana para eliminar conteúdos para fora da célula.

5 - Retículo endoplasmático rugoso - participa da síntese e transporte de proteínas.

6 - Complexo Golgiense - faz a secreção celular.

7 - Citoesqueleto - participam do transporte de substâncias e dão forma a célula.

8 - Retículo endoplasmático Liso - participa do processo de

transporte celular, além de participar da síntese de lipídios.

9 - Mitocôndrias - são responsáveis pela respiração das células.

10 - Vacúolo - atuam no processo de digestão intracelular.

11 - Citoplasma - nele está um fluído chamado citosol, O citoplasma tem a função de albergar as organelas e favorecer seus movimentos.

12 - Lisossomos - participam da digestão de substâncias orgânicas.

13 - Centríolos : estão ligados à organização do citoesqueleto e aos movimentos de flagelos e cílios

1 - Retículo Endoplasmático Liso e Rugoso - ampliar a superfície interna da célula; favorecer a troca de substâncias entre a parte interna e externa da célula; favorecer a circulação dentro da célula; armazenar substâncias retiradas do hialoplasma e síntese de lipídios.

2 - Núcleo celular - controlar e regular as reações químicas que ocorrem no interior da célula; guardar as informações genéticas da célula.

3 - Complexo Golgiense - participar do processo de secreção celular.

4 - Ribossomos - atuam na formação das cadeias proteicas.

5 - Plastos - acumular substâncias usadas na nutrição dos vegetais (leucoplastos); realizar a fotossíntese (cloroplastos).

6 - Mitocôndrias - fornecer energia para o metabolismo celular.

7 - Vacúolos - atuam na regulação osmótica e armazenamento de diversas substâncias.

8 - Peroxissomos - atuam no metabolismo dos lipídios e no processo de fotorespiração.

Organelas de uma célula vegetal e suas funções:

• Reticulo Endoplasmático Sistema membranoso de canais e vesículas que serve para transportar e armazenam substâncias pela célula. Podem ser rugosos ou granulosos (RER) se possuem ribossomos (ligados a síntese de proteínas) ou lisos ( REL) sem ribossomos, fazendo síntese de substâncias. lipídicas como hormônios sexuais.

• Citoplasma: (citosol ou hialoplasma), 55% do vol. Celular, formado por águas íons, e substâncias para síntese de proteínas.

• Ribossomos: pequenos grânulos formados por RNA e proteínas onde acontece a síntese de proteínas.

• Mitocôndria: Organela que realiza a produção de energia (ATP) nas células a partir da quebra da glicose (respiração celular).

• Complexo Golgiense (golgi): conjunto de sáculos membranosos, serve para modificar (glicosilação) empacotar (lisossomo) e endereçar proteínas (secreção celular).

• Lisossomo: Derivado do Golgi, faz digestão intracelular, e a autofagia (reciclagem de organelas) inúteis.

• Centríolos: Estruturas composta por microtúbulos protéicos entra na formação de cílios e flagelos celulares e participa dos processo de divisão celular

Cloroplasto: fotossíntese (cels. Vegetais)

• O Núcleo: estrutura delimitada pela membrana nuclear ou carioteca que contém os cromossomos (grandes moléculas de DNA) que guardam a informação genética. Responsável pelo controle das funções celulares e reprodução.

• VÍRUS (estruturas acelulares)

• Não possuem metabolismo próprio, não possuem organização celular e só se reproduzem parasitando uma célula (parasitas intracelulares obrigatórios).

• São altamente específicos e infecciosos para a células hospedeiras