Matéria Microbiologia e Parasitologia · animais (Reino Animal, Animalia ou Metazoa), vegetais...
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Matéria – Microbiologia e Parasitologia
Professor – Iury Felipe Barboza Americano
Enfermeiro – COREN/RJ 313.623
E-mail – [email protected]
Contato: 21 96444-1743
Aula 01 – Citologia.
A célula é a unidade estrutural básica dos seres vivos
A citologia é um ramo da biologia que estuda a célula, a menor unidade estrutural que
compõe os seres vivos. O termo citologia deriva das palavras gregas kytos (célula) e logos
(estudo).
Esse ramo desenvolveu-se a partir da criação do microscópio (1590), já que a maioria das
células são minúsculas e a sua visualização depende de um equipamento que as amplie.
O físico Robert Rooke fazia várias observações de plantas, animais e pequenos objetos
no microscópio, ao mesmo tempo que tentava aperfeiçoar o equipamento. No ano de
1665, ao examinar um pedaço de cortiça no microscópio, Rooke descobriu a célula.
Microscópio de Robert Hooke. (Foto: Wikipédia)
Já em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden, fundador da Teoria Celular,
conseguiu comprovar a existência de células em plantas. No ano seguinte o fisiologista
alemão Theodor Schwann mostrou que os seres humanos também possuíam células.
Em 1858, o médico Rudolf Ludwig Karl Virchow pôde concluir que as células dão origem
a outras células. Pouco tempo depois, em 1870 o anatomista suíço Wilhelm His inventou
o micrótomo, mais um grande avanço nos estudos na citologia.
Com posse dos instrumentos de micromanipulação, em 1922, Chambers realizou
microdissecações. Na década seguinte, em 1932, Max Knoll e Ernst Ruska criaram o
primeiro microscópio eletrônico, cujos equipamentos mais atuais permitem ampliações
de 5 mil a 500 mil vezes.
Tipos de células
A biologia é um campo de estudo muito amplo, deste modo ela se organiza em níveis e
cada um representa uma área de estudo. Na ordem crescente dos níveis, a citologia ocupa
a segunda posição:
Molécula --> Célula --> Tecido --> Órgão --> Sistema --> Organismo --> População -->
Comunidade --> Ecossistema --> Biosfera
Todos os seres vivos possuem no mínimo um célula, esta por sua vez pode ser definida
como uma massa de substância viva limitada por uma membrana que protege o
citoplasma e o núcleo. Elas são divididas em dois tipos: procarióticas e eucarióticas.
As células procarióticas são primitivas e possuem uma estrutura simples, os organismos
que as abrigam são chamados de procariontes. O núcleo desse tipo de célula não é
individualizado, pois não há cariomembrana; não possuem organelas membranosas e o
material nuclear está disperso no citoplasma.
Os organismos que pertencem aos Domínios Bacteria e Archaea (Reino Monera), são
procariontes, como as bactérias e as cianobactérias.
Célula procariótica. (Foto: Wikipédia)
Já as células eucarióticas, cujo organismo que as abrigam são chamados de eucariontes,
apresentam uma estrutura mais completa se comparada com a anterior. O núcleo da célula
eucariótica é individualizado; o material nuclear é envolvido pela cariomembrana e
possuem organelas membranosas.
Todos os organismos pertencentes aos demais reinos de seres são eucariontes, como os
animais (Reino Animal, Animalia ou Metazoa), vegetais (Reino Plantae, Reino Vegetal
ou Metaphyta) e os protozoários (Reino Protozoa ou Reino Portista). Os vírus não
possuem células, logo não são considerados seres vivos.
Célula animal. (Foto: Wikipédia)
Célula animal x Célula vegetal - os animais e vegetais são organismo eucariontes e
apresentam poucas diferenças entre suas células que vão além do formato. Por exemplo,
as células animais possuem uma organela chamada lisossomos, que é ausente nos
vegetais; as células vegetais possuem parede celular e plastos, enquanto a animal não.
Partes da célula
As principais partes da célula eucariótica são: membrana plasmática, citoplasma e núcleo
celular.
Membrana plasmática - também conhecida como membrana celular é uma película que
encobre e protege a célula. A membrana possui uma característica muito importante: a
permeabilidade seletiva, que regula a entrada e a saída de substâncias pequenas,
bloqueando também a passagem de substâncias grandes.
Citoplasma - região delimitada pela membrana plasmática, onde é encontrado o núcleo
e as organelas (estruturas que funcionam como pequenos órgãos da célula).
Existem muitas organelas no citoplasma, as principais são:
• Centríolos: pequenas estruturas que participam da divisão celular. Os centríolos
também produzem os cílios e os flagelos;
• Plastos: estruturas membranosas encontradas apenas nas células vegetais, disponíveis
nas células como cloroplastos, leucoplastos e cromoplastos;
• Complexo de Golgi: formado por várias unidades (dictiossomos) e apresenta diversas
funções como auxílio no processo de excreção da célula e formação dos lisossomos;
• Lisossomos: são encontrados apenas nas células animais e exercem a função de
digestão celular;
• Mitocôndrias: liberam energia necessária para o trabalho celular;
• Peroxissomos: liberam enzimas que destroem as moléculas tóxicas;
• Retículo endoplasmático liso: formado por membrana lipoproteicas, essa estrutura
desenvolve várias funções como facilitação das reações enzimáticas, transporte e
armazenamento de substâncias;
• Retículo endoplasmático rugoso: desempenha as mesmas funções do retículo liso,
além de ser composto por ribossomos;
• Ribossomos: produzem as proteínas;
• Vacúolos digestivos: resultados da fusão de fagossomos com os lisossomos
(fagocitose e pinocitose);
• Vacúolos pulsáteis ou contráteis: realizam a osmorregulação (controle das
concentrações de sais nas células);
• Vacúolos de suco celular ou armazenamento: encontrado geralmente nas células
vegetais, essas estruturas saculiformes desempenham funções como armazenamento de
substâncias, controle osmótico e manutenção do pH celular.
Núcleo celular - considerado o cérebro da célula, o núcleo geralmente apresenta uma
forma esférica e porosa. Também abriga o material genético (DNA) dos organismos
unicelulares (uma célula) e multicelulares (mais que uma célula), bem como é o lugar que
acontece a reprodução celular.
Membrana Celular
A membrana plasmática, também chamada de membrana celular ou plasmalema, é uma
estrutura que delimita a célula, separando o meio intracelular do meio externo. Ela atua
delimitando e mantendo a integridade da célula e como uma barreira seletiva, permitindo
que apenas algumas substâncias entrem, como oxigênio e nutrientes, e outras saiam, como
os resíduos.
Apresenta em sua constituição proteínas, lipídios, entre outras substâncias. O modelo que
representa a estrutura da membrana plasmática é denominado de mosaico fluido.
Constituição da membrana plasmática
A membrana plasmática é uma estrutura com cerca de 6 a 10 nm de espessura e apresenta
em sua constituição diversas moléculas de proteínas inseridas em uma camada dupla
(bicamada) constituída por fosfolipídeos. A forma como é constituída a bicamada
lipídica e como estão distribuídas as proteínas nessa bicamada permitiu a proposição do
que se chama de modelo do mosaico fluido, como veremos mais adiante.
Foto (https://www.biologianet.com/biologia-celular/membrana-plasmatica.htm)
A membrana plasmática é constituída por uma bicamada lipídica com proteínas inseridas, além
de carboidratos e esteroides.
Além de proteínas e lipídeos, a membrana plasmática também apresenta em sua
constituição cadeias de carboidratos. Essas cadeias encontram-se ligadas às proteínas
ou lipídios presentes na superfície externa da membrana, formando glicoproteínas e
glicolipídios, respectivamente.
O conjunto formado por glicoproteínas e glicolípidios presentes na membrana é
denominado de glicocálix ou glicocálice. Nas membranas, podem ser encontrados
também esteroides, como o colesterol, presente em células animais, diminuindo sua
fluidez e aumentando sua estabilidade.
Função da membrana plasmática
A membrana plasmática desempenha diversas funções importantes na célula, como:
Delimita a célula, separando seu meio interno do ambiente externo;
Protege a célula contra a ação de diversos agentes;
Controla as substâncias que entram e saem da célula;
Detecta sinais do meio externo;
Em células vegetais, coordena a síntese e o agrupamento das microfibrilas da
parede celular.
Leia também: Diferenças entre as células animais e vegetais
Modelo do mosaico fluido
Proposto por S. Jonathan Singer e Garth L. Nicholson no ano de 1972, o modelo
denominado de mosaico fluido busca explicar a estrutura da membrana plasmática, a qual
se assemelha a um mosaico formado por proteínas que se encontram inseridas em um
fluido de lipídios.
A membrana plasmática apresenta uma bicamada lipídica formada por fosfolipídios, que
são moléculas anfipáticas, ou seja, possuem uma parte hidrofílica (apresenta afinidade
com a água), denominada “cabeça”, ligada a duas “caudas”, hidrofóbicas (apresentam
aversão à água).
A bicamada lipídica apresenta a parte hidrofílica das moléculas lipídicas em contato com
a água presente no exterior e interior da célula, enquanto as partes hidrofóbicas
encontram-se em contato umas com as outras. As moléculas lipídicas encontram-se em
constante deslocamento, por isso esse modelo é chamado de fluido.
Na bicamada lipídica, estão inseridas inúmeras proteínas, com as mais diversas funções,
formando uma estrutura semelhante a um mosaico. As proteínas também são moléculas
anfipáticas, assim, sua parte hidrofílica fica em contato com a região aquosa. Algumas
apresentam, inclusive, um canal hidrofílico para a passagem de substâncias hidrofílicas.
Algumas proteínas encontram-se parcialmente imersas, assim, apenas uma parte
encontra-se exposta para a parte extracelular ou para a parte interna (citosol). Há proteínas
que atravessam totalmente a membrana, de um lado a outro, sendo denominadas de
proteínas transmembrana. Algumas proteínas inseridas na bicamada lipídica podem
deslocar-se lateralmente por ela. Para saber mais sobre esse modelo, acesse: Modelo do
mosaico fluido.
Transporte pela membrana plasmática
Como dito anteriormente, a membrana plasmática atua como uma barreira seletiva,
permitindo apenas que algumas substâncias passem através dela, seja para o interior, seja
para o exterior da célula. Esse transporte de substâncias através da membrana pode
ocorrer de duas formas:
Transporte passivo: a passagem de uma substância através da membrana ocorre
de uma região onde ela está mais concentrada para uma onde está menos
concentrada. Nesse tipo de transporte, não há gasto de energia pela célula. São
exemplos de transporte passivo a difusão simples, a difusão facilitada e a osmose.
Transporte ativo: a passagem de uma substância através da membrana ocorre de
uma região onde ela está menos concentrada para uma onde está mais
concentrada. Nesse tipo de transporte, contra o gradiente de concentração, há
gasto de energia pela célula, sendo necessária a ação das chamadas proteínas de
transporte. O exemplo mais conhecido de transporte ativo é a bomba de sódio e
potássio.
Foto (https://www.biologianet.com/biologia-celular/membrana-plasmatica.htm)
No transporte passivo, as substâncias atravessam a membrana de uma região onde estão mais
concentradas para outra região onde estão menos concentradas.
Resumo sobre membrana plasmática
A membrana plasmática é uma estrutura que delimita a célula, separando meio
externo e meio intracelular;
A membrana plasmática apresenta em sua composição proteínas, lipídios,
carboidratos e esteroides;
O modelo que representa a estrutura da membrana plasmática é denominado de
mosaico fluido;
Dentre as funções da membrana plasmática, podemos destacar o fato de atuar
como uma barreira seletiva, delimitando o que entra e sai da célula;
O transporte de substâncias pela membrana pode ocorrer de duas formas:
transporte ativo e transporte passivo.
Citoesqueleto
O citoesqueleto é uma rede de fibras presente no citoplasma das células. Nas células
eucarióticas, o citoesqueleto é constituído por microtúbulos, filamentos de actina e filamentos
intermediários. Em células procarióticas, pode ser observada uma rede de fibras que se
assemelha ao citoesqueleto das células eucarióticas. Dentre as funções do citoesqueleto,
podemos destacar a sustentação da célula e a manutenção de sua forma.
O que é o citoesqueleto?
O citoesqueleto é uma rede de fibras proteicas localizada no citoplasma das células. As
fibras que compõem o citoesqueleto de células eucarióticas são os microtúbulos,
filamentos de actina, também chamados de microfilamentos, e filamentos
intermediários.
A presença de proteínas estruturais no citoesqueleto está associada, por exemplo, à
manutenção da forma das células. Já a presença de proteínas motoras está associada aos
diversos tipos de movimentos que ocorrem na célula.
O citoesqueleto é uma estrutura dinâmica, sendo mantido por interações fracas, o que
permite que se decomponha em uma região da célula e reestruture-se em outra. Por serem
constituídos por subunidades pequenas, o seu processo de associação e distribuição
ocorre de maneira rápida.
Foto (https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoesqueleto.htm)
O citoesqueleto está presente no citoplasma e está relacionado, por exemplo, com os
movimentos que ocorrem na célula.
Função do citoesqueleto
O citoesqueleto apresenta inúmeras funções dentro da célula, tais como:
Manutenção da forma da célula, principalmente em células que não apresentam
parede celular (células animais);
Suporte mecânico da célula;
Manipulação da membrana, como na formação de vacúolos alimentares;
Movimento da célula (movimento ameboide);
Formação de cílios e flagelos;
Formação do fuso mitótico;
Movimento de organelas e vesículas no interior da célula.
Composição do citoesqueleto
Foto (https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoesqueleto.htm)
O citoesqueleto é constituído por microtúbulos, filamentos de actina e filamentos
intermediários.
O citoesqueleto é formado por microtúbulos, filamentos de actina e filamentos
intermediários:
Microtúbulos: são constituídos por moléculas da proteína α e β tubulina e
formam tubos longos e ocos medindo cerca de 25 nm de diâmetro. Os
microtúbulos são estruturas dinâmicas, estando em constante montagem e
desmontagem de sua estrutura. Estão presentes no citoplasma e em
prolongamentos celulares, como cílios e flagelos. Entre as funções dos
microtúbulos, podemos citar a manutenção da célula, formação do fuso mitótico,
formação e movimentação de cílios e flagelos e o movimento das organelas
celulares e dos cromossomos durante o processo de mitose.
Filamentos de actina: também chamados de microfilamentos, são constituídos
por actina, formando espirais que medem cerca de 7 nm de diâmetro. Dentre as
funções desses filamentos, destacamos a manutenção, bem como a alteração da
forma da célula, movimentação da célula (movimento ameboide) e, no citoplasma
(células vegetais), contração e divisão celular.
Filamentos intermediários: medindo entre 8 nm e 12 nm de diâmetro, são
constituídos por mais de 50 tipos diferentes de proteínas, como a queratina e a
desmina. Esses filamentos são menos dinâmicos que os demais, não são
encontrados em todas as células eucarióticas e estão relacionados com a
manutenção da forma da célula, formação da lâmina nuclear (revestem a
membrana nuclear internamente e ancoram cromossomos e poros nucleares) e
ancoragem de diversas organelas no citoplasma da célula.
Citoesqueleto das células vegetais
O citoesqueleto das células vegetais é constituído por uma rede tridimensional de fibras
proteicas. As fibras presentes no citoesqueleto dessas células são os microtúbulos e
filamentos de actina, podendo estar presente também o filamento intermediário, no
entanto, sua estrutura e função nessa célula são pouco conhecidas.
O citoesqueleto nas células vegetais está relacionado a processos como:
Movimentação das organelas pelo citoplasma;
Divisão celular;
Crescimento celular;
Diferenciação celular.
Referencias:
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/nivel-celula.htm
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/citologia
https://www.biologianet.com/biologia-celular/membrana-plasmatica.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/citoesqueleto.htm