Célula

Todo ser vivo é composto de células, de tamanho tão reduzido que só podem ser observadas através do microscópio, e tão numerosas que no ser humano adulto somam cerca de cem trilhões.

A célula é o mais diminuto componente vivo em que pode ser decomposto qualquer tecido animal ou vegetal. Isoladas e livres, as células apresentam forma esférica; nos tecidos podem assumir forma cilíndrica, cônica, espiralada etc. Seu tamanho e estrutura também variam de acordo com a natureza do tecido. Existem organismos, como as bactérias, as algas azuis e os protozoários, que se compõem de uma única célula, e por isso são chamados unicelulares.

Estrutura celular. O conjunto vivo da célula é o protoplasma e se compõe de membrana plasmática, citoplasma e núcleo. A membrana plasmática, que existe em todas as células conhecidas, envolve o conteúdo celular e o separa do meio exterior. Trata-se de uma película muito fina, de contorno irregular, que, além de servir de envoltório, tem a função de selecionar as substâncias que entram ou saem das células, e de providenciar a regeneração celular. Graças às proteínas, a membrana possui elasticidade, resistência mecânica e baixa tensão superficial; e devido aos lipídios, tem alta resistência elétrica e permeabilidade às substâncias lipossolúveis. Nos vegetais, além da membrana, existe outro envoltório mais externo, a parede celular, cujo componente mais abundante é a celulose. Nas células vegetais jovens, a parede é relativamente delgada e chama-se primária; nas adultas, a deposição de celulose e outras substâncias determina o aparecimento da chamada parede secundária.

A região compreendida entre a membrana e o núcleo é o citoplasma. O hialoplasma é um líquido gelatinoso constituído principalmente de água e proteínas, que preenche o citoplasma. Na parte externa da célula, chamada ectoplasma, o hialoplasma se apresenta denso, em estado de gel; na parte interna, chamada endoplasma, mostra-se mais fluido, em forma de sol. Esses estados, de gel e sol, podem sofrer mudanças e se transformar um no outro, sobretudo nos movimentos citoplasmáticos, como o movimento amebóide e a ciclose. É no movimento amebóide que a membrana emite certas projeções temporárias chamadas pseudópodes, para permitir a locomoção da célula ou captura de alimento. A ciclose forma uma corrente que carrega os orgânulos e distribui substâncias ao longo do citoplasma.

Os orgânulos celulares, ou organelas, são estruturas citoplasmáticas que realizam determinadas funções essenciais à vida da célula. São eles: retículo endoplasmático, complexo de Golgi, lisossomos, plastos, mitocôndrias, vacúolos e centríolos. Há dois tipos de retículo endoplasmático: o rugoso e o liso. O rugoso apresenta grânulos, chamados ribossomos, constituídos de ribonucleoproteínas, e estão intimamente associados à síntese de proteínas. O liso tem como principais funções aumentar a superfície interna da célula para ativar enzimas e favorecer o metabolismo celular, facilitar o intercâmbio de substâncias, auxiliar a circulação intracelular, armazenar substâncias, regular a pressão osmótica e produzir lipídios.

O complexo de Golgi consiste em um sistema de membranas lisas, que formam vesículas e sáculos achatados, destinados a armazenar proteínas, proporcionar a síntese de carboidratos e lipídios e organizar o acrossomo nos espermatozóides. Acrossomo é uma estrutura, situada na cabeça do espermatozóide, formada pelo acoplamento do complexo de Golgi com o núcleo do espermatozóide, e contém enzimas que facilitam a perfuração do invólucro do óvulo para permitir a fecundação.

Os lisossomos são pequenas vesículas portadoras de enzimas digestivas, liberadas pelo complexo de Golgi, com a finalidade de promover a digestão de substâncias englobadas pelas células. Os plastos são organelas citoplasmáticas típicas das células vegetais. De acordo com a coloração, dividem-se em leucoplastos (incolores) e cromoplastos (coloridos). Os leucoplastos, segundo a substância que acumulam -- amidos, lipídios ou proteínas --, dividem-se em amiloplastos, oleoplastos e proteoplastos. Os cromoplastos são portadores de diversos pigmentos, entre os quais destacam-se as clorofilas, que absorvem a energia luminosa necessária à fotossíntese; e os carotenóides, de pigmentação amarela, alaranjada ou vermelha, que contribuem para a coloração de flores e frutos.

Os seres aeróbicos, isto é, que utilizam oxigênio em seu processo respiratório, realizam a degradação das moléculas orgânicas em duas etapas. A primeira dá-se no hialoplasma, sem a participação de oxigênio; a segunda, com oxigênio, ocorre no interior de organelas citoplasmáticas, as mitocôndrias, que são verdadeiras usinas de energia, onde a matéria orgânica é processada para fornecer a energia química acumulada ao metabolismo celular. Portanto, quanto maior a atividade metabólica da célula, maior  o número de mitocôndrias. O conjunto de mitocôndrias de uma célula chama-se condrioma.

Os vacúolos, estruturas freqüentes nas células vegetais, são verdadeiras bolsas, delimitadas externamente por uma membrana denominada tonoplasto. Essa membrana armazena uma solução aquosa, o suco vacuolar, que pode conter açúcares, sais, óleos, pigmentos e outras substâncias. Os centríolos são organelas fibrilares, geralmente dispostas nas células em pares perpendiculares. O conjunto de pares chama-se diplossomo. Os centríolos não ocorrem nas células vegetais superiores; nas inferiores e nas células animais relacionam-se com o processo de divisão celular.

Estrutura do núcleo. O núcleo desempenha dois papéis fundamentais nas células: é portador dos fatores hereditários e controla as atividades metabólicas. A estrutura nuclear varia, conforme a célula esteja ou não em divisão. Por isso, para se examinar a estrutura do núcleo, é necessário estabelecer em que fase se encontra a célula. Se ela se encontra em interfase, isto é, no intervalo entre duas divisões celulares, o núcleo apresenta como componentes carioteca, cariolinfa, cromatina e nucléolo. A carioteca, ou cariomembrana, envolve o conteúdo nuclear e é formada por duas membranas: -- lamela interna e lamela externa -- separadas pelo espaço perinuclear. A carioteca é dotada de poros, que permitem a comunicação entre o material nuclear e o citoplasma. Quanto maior a atividade celular, maior o número de poros.

A cariolinfa, nucleoplasma ou suco nuclear, é uma massa incolor constituída principalmente de água e proteínas. A cromatina representa o material genético contido no núcleo. Seu aspecto é o de um emaranhado de filamentos longos e finos, os cromonemas. Durante a divisão celular, espiralizam-se e se tornam mais curtos e grossos. São então denominados cromossomos. Estes apresentam dois tipos de constrição: primária, onde se localiza o centrômero, estrutura relacionada ao movimento dos cromossomos; e secundária, sem centrômero, que abriga moléculas de ácido desoxirribonucléico (ADN), responsáveis pela formação de moléculas de ácido ribonucléico (ARN) ribossômico, que vão organizar o nucléolo. Este é um corpúsculo esponjoso, em contato direto com o suco nuclear.

Cromossomos e genes. Do ponto de vista químico, os cromossomos são filamentos de cromatina formados por moléculas de ADN e proteínas. A seqüência de base de ADN cromossômico capaz de determinar a síntese de uma proteína é o gene. Cada cromossomo pode conter inúmeros genes. Nas células somáticas, que constituem o corpo, existem diversos tipos de cromossomos, conforme a espécie considerada. Estes podem agrupar-se dois a dois, e cada par é constituído por cromossomos com genes que se correspondem mutuamente, isto é, são homólogos.

Na espécie humana, as células somáticas contêm 46 cromossomos, dos quais 44 são autossomos -- sem implicação com o sexo -- e os outros dois são chamados sexuais, porque determinam o sexo do indivíduo. Na mulher, os dois cromossomos sexuais são iguais e chamados de X. No homem, há um cromossomo X e outro Y. Nas células das fêmeas de mamíferos+ encontra-se uma forma, situada junto à carioteca do núcleo, denominada cromatina sexual, ou corpúsculo de Barr. O número desses corpúsculos corresponde ao número de cromossomos X menos 1. Nas células normais dos machos não existe cromatina sexual.

De acordo com a estrutura e organização do material nuclear existente nas células, podem-se distinguir dois grupos básicos de organismos: procariontes e eucariontes. Os primeiros são organismos unicelulares, cuja célula, chamada procariota, não tem núcleo individualizado, nem carioteca ou nucléolo. Os eucariontes têm células com núcleos individualizados, com material genético típico.

Tipo de ARN. Uma célula pode conter três tipos básicos de ARN: o ARN mensageiro ou ARNm, produzido diretamente do ADN, do qual se destaca para migrar para o citoplasma e associar-se aos ribossomos. Esse mecanismo de formação denomina-se transcrição. O ARN transportador, ou ARNt, formado por uma cadeia pequena de nucleotídeos, produzida no núcleo a partir do ADN, migra para o citoplasma, com função de capturar aminoácidos e transportá-los para o ARN mensageiro, que se encontra associado aos ribossomos. O ARNt é dotado de uma região específica para cada aminoácido e de outra codificada, que determina seu lugar apropriado na molécula de ARNm. Existe, portanto, um ARNt para cada aminoácido. O ARN ribossômico, ou ARNr, origina-se do ADN em regiões especiais do cromossomo relacionadas com o nucléolo. Ao migrar para o citoplasma, o ARNr associa-se a proteínas, e forma os ribossomos. O mecanismo de produção de determinada proteína a partir do ARN chama-se tradução, e ocorre nos ribossomos.

Divisão celular. Existem dois tipos básicos de divisão: a mitose, processo pelo qual as células-filhas conterão o mesmo número de cromossomos da célula-mãe; e a meiose, divisão em que as células-filhas conterão a metade do número de cromossomos da célula-mãe. A mitose divide-se em quatro etapas: prófase, quando ocorrem alterações na morfologia da célula e os cromossomos, já duplicados, entram em espiralização. Cada cromossomo duplicado é constituído por duas cromátides, chamadas cromátides-irmãs. Vem em seguida a metáfase, quando a espiralização chega ao máximo e ocorre a duplicação dos centrômeros. As cromátides-irmãs se separam e passam a constituir cromossomos-filhos. Na fase seguinte, a anáfise, cada cromossomo-filho migra para um dos pólos das células. A última fase é a telófase, quando os cromossomos se despiralizam e a carioteca se organiza em torno de cada conjunto cromossômico. No final dessa fase, completa-se a divisão do núcleo, ou cariocinese, com a conseqüente formação de dois novos núcleos. Inicia-se então a citocinese, que é a separação do citoplasma em duas regiões, com formação de duas novas células-filhas.

Na meiose, há apenas uma duplicação cromossômica para cada duas divisões nucleares. Produzem-se assim quatro células-filhas, com a metade do número de cromossomos presentes na célula-mãe. Essa redução é de importância fundamental para a manutenção do número constante de cromossomos da espécie. Na fecundação, células haplóides (gametas) fundem-se e originam outras diplóides, e estas, por meiose, formam outras haplóides. Graças a esse ciclo, em que a fecundação é compensada pela meiose, mantém-se o número de cromossomos da espécie. Do contrário, cada vez que ocorresse nova fecundação, duplicaria o número de cromossomos a cada geração, o que terminaria por levar a espécie a um impasse biológico. Embora seja um processo contínuo, a meiose ocorre em duas divisões nucleares sucessivas -- denominadas meiose I e meiose II.

Bioquímica celular. Os componentes químicos das células podem ser orgânicos e inorgânicos. Os componentes orgânicos são carboidratos, lipídios, proteínas, enzimas, ácidos nucléicos e vitaminas. A água é de fundamental importância para os seres vivos, porque atua como dispersante de diversos compostos orgânicos e inorgânicos. Serve também como veículo para o intercâmbio de moléculas entre os líquidos intra e extracelular. Exerce ainda o papel de lubrificante nas articulações ósseas e entre os órgãos e, pela evaporação, contribui para manter a temperatura do corpo em níveis adequados à vida.

Os sais minerais encontram-se nos seres vivos em duas formas básicas: solúvel e insolúvel. No primeiro caso, encontram-se dissolvidos na água em forma de íons, e agem como ativadores das enzimas, como componentes estruturais de moléculas orgânicas fundamentais e participam da manutenção do equilíbrio osmótico. Na forma insolúvel, os sais minerais se encontram imobilizados na composição do esqueleto. Assim, por exemplo, nos vertebrados os fosfatos de cálcio contribuem para a rigidez dos ossos; nos corais, os carbonatos de cálcio organizam o esqueleto externo; os sais de silício conferem grande rigidez à carapaça externa das algas; e os sais de cálcio são fundamentais para a composição da casca do ovo.