Matéria – Microbiologia e Parasitologia

Professor – Iury Felipe Barboza Americano

Enfermeiro – COREN/RJ 313.623

E-mail – iuryfelipe@hotmail.com

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