Fisiologia Celular: Uma Visão Geral da Estrutura, Função e Comportamento

Como unidades básicas da vida, as células desempenham funções importantes em procariontes e eucariontes. A fisiologia celular se concentra nas estruturas e processos internos dos organismos vivos.

Da divisão à comunicação, este campo estuda como células viva, trabalhe e morra.

Uma parte da fisiologia celular é o estudo de como as células se comportam. Existe uma ligação importante entre a estrutura, função e comportamento celular. Por exemplo, organelas em eucariotos têm funções específicas que ajudam o funcionamento da célula e se comportam adequadamente.

Quando você entende a fisiologia e a biologia celular, a maneira como uma célula se comporta faz sentido. Comportamento coordenado é importante para organismos multicelulares porque há muitas células que precisam trabalhar juntas. O comportamento adequado das células cria tecidos funcionais e um organismo saudável.

No entanto, quando o comportamento celular dá errado, pode levar a doenças, como o câncer. Por exemplo, se

Embora as células possam ser diferentes, há comportamentos básicos que muitas delas compartilham. Eles incluem:

• Divisão e crescimento celular. As células precisam crescer e se dividir com o tempo. Mitose e meiose são os dois tipos mais comuns de divisão celular. Mitose produz duas células-filhas idênticas, enquanto a meiose produz quatro células-filhas diferentes com metade do DNA.
• Metabolismo celular. Todos os seres vivos precisam de energia ou combustível para viver, e o metabolismo os ajuda a fazer isso. A maioria das células usa respiração celular ou fotossíntese, que são uma série de processos químicos.
• Comunicação celular. As células vivas geralmente precisam se comunicar e espalhar informações por todo o organismo. Eles podem usar receptores ou ligantes, junções comunicantes ou plasmodesmos para se comunicar.
• Transporte celular. O transporte de células move materiais através de um membrana celular. Isso pode ser transporte ativo ou passivo.
• Motilidade celular. A motilidade permite que as células se movam de um local para outro. Eles podem nadar, engatinhar, planar ou usar outros métodos.
  

É importante compreender a fisiologia celular e o transporte de membrana. Os organismos precisam transportar substâncias para dentro e para fora de suas células e através da bicamada lipídica da membrana plasmática.

Transporte passivo e ativo são dois tipos comuns de transporte celular. Existem algumas diferenças essenciais entre o transporte ativo e passivo.

O transporte passivo não usa energia para mover substâncias. Um método que as células usam é difusão, e você pode dividi-lo em simples ou facilitado difusão. As substâncias podem mover-se de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. A osmose é um exemplo de difusão simples que envolve água.

Difusão simples envolve moléculas que se movem para baixo no gradiente de concentração através da membrana plasmática. Essas moléculas são pequenas e não polares. Difusão facilitada é semelhante, mas envolve canais de transporte de membrana. Moléculas grandes e polares dependem de difusão facilitada.

Transporte Ativo precisa de energia para mover substâncias. As moléculas podem se mover contra o gradiente de concentração de áreas de baixa concentração para áreas de alta concentração graças a fontes de energia como o ATP. As proteínas transportadoras ajudam as células durante esse processo, e as células podem usar uma bomba de prótons ou canal iônico.

Endocitose e exocitose são exemplos de transporte ativo nas células. Eles ajudam a mover grandes moléculas dentro das vesículas. Durante a endocitose, a célula captura uma molécula e a move para dentro. Durante a exocitose, a célula move uma molécula para o exterior de sua membrana.

As células podem receber, interpretar e responder aos sinais. Este tipo de comunicação os ajuda a responder ao seu ambiente e espalhar informações dentro de um organismo multicelular. A sinalização orienta o comportamento da célula, permitindo que as células respondam a sinais específicos de seu ambiente ou de outras células.

Transdução de sinal é outro termo para sinalização celular e se refere à transmissão de informações. Uma cascata de transdução de sinal é uma via ou série de reações químicas que acontecem dentro da célula depois que um estímulo a inicia. A sinalização pode controlar o crescimento celular, movimento, metabolismo e muito mais. No entanto, quando a comunicação celular dá errado, pode causar doenças como o câncer.

É importante entender os fundamentos da comunicação celular. O processo geral começa quando a célula detecta um sinal químico. Isso desencadeia uma reação química que, em última análise, ajuda a célula a responder a ela. Existe uma resposta final que leva ao resultado desejado.

Por exemplo, uma célula recebe um sinal do corpo dizendo que precisa de mais divisão celular. Ele passa por uma cascata de sinalização que termina com a expressão dos genes que irão conduzir a divisão celular, e a célula começa a se dividir.

A maioria dos sinais em uma célula são químicos. As células têm proteínas chamadas receptores e moléculas chamadas ligantes que os ajudam durante a sinalização.

Por exemplo, uma célula pode liberar uma proteína no espaço extracelular para alertar outras células. A proteína pode flutuar para uma segunda célula, que a pega porque a célula tem o receptor certo para ela. Então, a segunda célula recebe o sinal e pode responder a ele.

Você pode encontrar junções comunicantes em células animais e plasmódios em células vegetais, que são canais que ajudam as células a se comunicarem. Esses canais conectam células próximas. Eles permitem que pequenas moléculas passem por eles, para que os sinais possam viajar.

Depois que as células recebem os sinais, elas podem interpretá-los. Isso acontece por meio de uma mudança conformacional ou reações bioquímicas. Cascatas de transdução de sinal podem mover as informações através da célula. A fosforilação pode ativar ou desativar proteínas adicionando um grupo fosfato.

Algumas cascatas de transdução de sinal incluem mensageiros intracelulares ou segundos mensageiros, como Ca²⁺, cAMP, NO e cGMP. Estas tendem a ser moléculas não proteicas, como os íons de cálcio, que podem ser abundantes na célula.

Por exemplo, algumas células têm proteínas que podem se ligar a íons de cálcio, o que pode alterar a forma e a atividade das proteínas.

As células podem responder aos sinais de várias maneiras. Por exemplo, eles podem fazer alterações em expressão genetica isso pode mudar o comportamento da célula.

Eles também podem enviar sinais de feedback para confirmar que receberam o sinal original e responderam. Em última análise, a sinalização pode afetar a função celular.

Motilidade celular é importante porque ajuda os organismos a se moverem de um local para outro. Isso pode ser necessário para adquirir comida ou escapar do perigo. Freqüentemente, a célula precisa se mover em resposta às mudanças ambientais. As células podem rastejar, nadar, deslizar ou usar outros métodos.

O flagelo e cílios pode ajudar a mover uma célula. O papel dos flagelos ou estruturas semelhantes a chicotes é impulsionar uma célula. O papel dos cílios ou estruturas semelhantes a pêlos é mover-se para frente e para trás em um padrão rítmico. Os espermatozoides possuem flagelos, enquanto as células que revestem o trato respiratório possuem cílios.

A sinalização celular pode levar ao movimento celular nos organismos. Esse movimento pode ser na direção ou para longe dos sinais e pode desempenhar um papel na doença. Quimiotaxia é o movimento da célula em direção ou para longe de uma concentração química mais alta e é uma parte importante da resposta celular.

Por exemplo, a quimiotaxia permite que as células cancerosas se movam em direção a uma área do corpo que promove mais crescimento.

As células podem se contrair, e esse tipo de movimento acontece em células musculares. O processo começa com um sinal do sistema nervoso.

Então, as células respondem iniciando reações químicas. As reações afetam as fibras musculares e causam contrações.