Como identificar estruturas celulares

As células vivas variam desde as de algas e bactérias unicelulares, passando por organismos multicelulares, como musgos e vermes, até plantas e animais complexos, incluindo humanos. Certas estruturas são encontradas em todas as células vivas, mas os organismos unicelulares e as células de plantas e animais superiores também são diferentes em muitos aspectos. Os microscópios de luz podem ampliar as células para que as estruturas maiores e mais definidas possam ser vistas, mas microscópios eletrônicos de transmissão (TEMs) são necessários para ver as estruturas celulares mais ínfimas.

As células e suas estruturas costumam ser difíceis de identificar porque as paredes são muito finas e células diferentes podem ter uma aparência completamente diferente. Cada uma das células e suas organelas têm características que podem ser usadas para identificá-las e ajuda usar uma ampliação alta o suficiente para mostrar esses detalhes.

Por exemplo, um microscópio de luz com uma ampliação de 300X mostrará células e alguns detalhes, mas não as pequenas organelas dentro da célula. Para isso, é necessário um TEM. TEMs usam elétrons para criar imagens detalhadas de estruturas minúsculas, disparando elétrons através da amostra de tecido e analisando os padrões conforme os elétrons saem do outro lado. Imagens de TEMs são geralmente rotuladas com o tipo de célula e ampliação - uma imagem marcada como "tempo de humano células epiteliais marcadas com 7900X "são ampliadas 7.900 vezes e podem mostrar detalhes da célula, o núcleo e outros estruturas. O uso de microscópios de luz para células inteiras e TEMs para recursos menores permite a identificação confiável e precisa até mesmo das estruturas celulares mais elusivas.

Micrografias são as imagens ampliadas obtidas de microscópios de luz e TEMs. Micrografias celulares são freqüentemente tiradas de amostras de tecido e mostram uma massa contínua de células e estruturas internas que são difíceis de identificar individualmente. Normalmente, essas micrografias mostram muitas linhas, pontos, manchas e aglomerados que constituem a célula e suas organelas. É necessária uma abordagem sistemática para identificar as várias partes.

Ajuda saber o que distingue as diferentes estruturas celulares. As próprias células são o maior corpo fechado na micrografia, mas dentro das células existem muitas estruturas diferentes, cada uma com seu próprio conjunto de características de identificação. Uma abordagem de alto nível onde limites fechados são identificados e formas fechadas são encontradas ajuda a isolar os componentes na imagem. Então, é possível identificar cada parte separada procurando por características exclusivas.

Entre as estruturas celulares mais difíceis de identificar corretamente estão as minúsculas organelas delimitadas por membrana dentro de cada célula. Essas estruturas são importantes para as funções celulares, e a maioria são pequenos sacos de matéria celular, como proteínas, enzimas, carboidratos e gorduras. Todos eles têm seus próprios papéis a desempenhar na célula e representam uma parte importante do estudo celular e da identificação da estrutura celular.

Nem todas as células têm todos os tipos de organelas e seus números variam amplamente. A maioria das organelas são tão pequenas que só podem ser identificadas em imagens TEM de organelas. Embora a forma e o tamanho ajudem a distinguir algumas organelas, geralmente é necessário ver a estrutura interna para ter certeza de que tipo de organela é mostrado. Tal como acontece com as outras estruturas celulares e para a célula como um todo, as características especiais de cada organela tornam a identificação mais fácil.

Em comparação com outros assuntos encontrados em micrografias de células, as células são de longe as maiores, mas seus limites são muitas vezes surpreendentemente difíceis de encontrar. As células bacterianas são independentes e têm uma parede celular comparativamente espessa, de modo que geralmente podem ser vistas facilmente. Todas as outras células, especialmente aquelas nos tecidos de animais superiores, têm apenas uma membrana celular fina e nenhuma parede celular. Em micrografias de tecido, geralmente há apenas linhas fracas mostrando as membranas celulares e os limites de cada célula.

As células possuem duas características que facilitam a identificação. Todas as células têm uma membrana celular contínua que as envolve, e a membrana celular envolve várias outras estruturas minúsculas. Uma vez que essa membrana contínua é encontrada e envolve muitos outros corpos, cada um com sua própria estrutura interna, essa área fechada pode ser identificada como uma célula. Uma vez que a identidade de uma célula é clara, a identificação das estruturas internas pode prosseguir.

Nem todas as células têm um núcleo, mas a maioria das células nos tecidos animal e vegetal tem. Organismos unicelulares, como bactérias, não têm núcleo, e algumas células animais, como os glóbulos vermelhos maduros humanos, também não têm. Outras células comuns, como células do fígado, células musculares e células da pele, todas têm um núcleo claramente definido dentro da membrana celular.

O núcleo é o maior corpo dentro da célula e geralmente tem uma forma mais ou menos redonda. Ao contrário da célula, não possui muitas estruturas dentro dela. O maior objeto do núcleo é o nucléolo redondo, responsável pela fabricação dos ribossomos. Se a ampliação for alta o suficiente, as estruturas semelhantes a vermes dos cromossomos dentro do núcleo podem ser vistas, especialmente quando a célula está se preparando para se dividir.

Ribossomos são minúsculos aglomerados de proteínas e RNA ribossômico, o código pelo qual as proteínas são fabricadas. Eles podem ser identificados por sua falta de membrana e por seu pequeno tamanho. Em micrografias de organelas celulares, eles se parecem com pequenos grãos de matéria sólida, e há muitos desses grãos espalhados por toda a célula.

Alguns ribossomos estão presos ao retículo endoplasmático, uma série de dobras e túbulos próximos ao núcleo. Esses ribossomos ajudam a célula a produzir proteínas especializadas. Em uma ampliação muito alta, pode ser possível ver que os ribossomos são compostos por duas seções, a parte maior composta de RNA e um agrupamento menor formado pelas proteínas fabricadas.

Encontrado apenas em células que possuem um núcleo, o retículo endoplasmático é uma estrutura composta por sacos dobrados e tubos localizados entre o núcleo e a membrana celular. Ajuda a célula a controlar a troca de proteínas entre a célula e o núcleo e possui ribossomos anexados a uma seção chamada retículo endoplasmático rugoso.

O retículo endoplasmático rugoso e seus ribossomos produzem enzimas específicas para células, como a insulina nas células do pâncreas e anticorpos para as células brancas do sangue. O retículo endoplasmático liso não possui ribossomos anexados e produz carboidratos e lipídios que ajudam a manter as membranas celulares intactas. Ambas as partes do retículo endoplasmático podem ser identificadas por sua conexão com o núcleo da célula.

As mitocôndrias são a força motriz da célula, digerindo glicose para produzir a molécula de armazenamento ATP que as células usam para obter energia. A organela é composta por uma membrana externa lisa e uma membrana interna dobrada. A produção de energia ocorre por meio da transferência de moléculas através da membrana interna. O número de mitocôndrias em uma célula depende da função celular. As células musculares, por exemplo, têm muitas mitocôndrias porque consomem muita energia.

As mitocôndrias podem ser identificadas como corpos lisos e alongados que são a segunda maior organela depois do núcleo. Sua característica distintiva é a membrana interna dobrada que dá ao interior da mitocôndria sua estrutura. Em uma micrografia celular, as dobras da membrana interna parecem dedos se projetando para o interior da mitocôndria.

Os lisossomos são menores do que as mitocôndrias, então eles só podem ser vistos em imagens TEM altamente ampliadas. Eles se distinguem dos ribossomos pela membrana que contém suas enzimas digestivas. Eles geralmente podem ser vistos como formas arredondadas ou esféricas, mas também podem ter formas irregulares quando circundam um pedaço de resíduo celular.

A função dos lisossomos é digerir a matéria celular que não é mais necessária. Os fragmentos celulares são decompostos e expelidos da célula. Os lisossomos também atacam substâncias estranhas que entram na célula e, como tal, são uma defesa contra bactérias e vírus.

Os corpos de Golgi ou estruturas de Golgi são pilhas de sacos achatados e tubos que parecem ter sido comprimidos no meio. Cada saco é envolvido por uma membrana que pode ser vista com ampliação suficiente. Às vezes, eles se parecem com uma versão menor do retículo endoplasmático, mas são corpos separados que são mais regulares e não estão presos ao núcleo. Os corpos de Golgi ajudam a produzir lisossomos e a converter proteínas em enzimas e hormônios.

Centríolos vêm em pares e geralmente são encontrados perto do núcleo. Eles são pequenos feixes cilíndricos de proteína e são a chave para a divisão celular. Ao observar muitas células, algumas podem estar em processo de divisão e os centríolos tornam-se muito proeminentes.

Durante a divisão, o núcleo da célula se dissolve e o DNA encontrado nos cromossomos é duplicado. Os centríolos então criam um fuso de fibras ao longo do qual os cromossomos migram para extremidades opostas da célula. A célula pode então se dividir com cada célula filha recebendo um complemento total de cromossomos. Durante esse processo, os centríolos estão em uma das extremidades do fuso de fibras.

Todas as células precisam manter uma determinada forma, mas algumas precisam permanecer rígidas, enquanto outras podem ser mais flexíveis. A célula mantém sua forma com um citoesqueleto composto de diferentes elementos estruturais, dependendo da função celular. Se a célula faz parte de uma estrutura maior, como um órgão que precisa manter sua forma, o citoesqueleto é feito de túbulos rígidos. Se a célula ceder sob pressão e não tiver que manter sua forma completamente, o citoesqueleto é mais leve, mais flexível e feito de filamentos de proteína.

Ao visualizar a célula em uma micrografia, o citoesqueleto aparece como linhas duplas grossas no caso de túbulos e linhas simples finas para filamentos. Algumas células podem ter quase nenhuma dessas linhas, mas em outras, os espaços abertos podem ser preenchidos com o citoesqueleto. Ao identificar as estruturas celulares, é importante manter as membranas das organelas separadas, traçando seu circuito fechado enquanto as linhas do citoesqueleto são abertas e cruzam a célula.

Para uma identificação completa de todas as estruturas celulares, várias micrografias são necessárias. Os que mostram a célula inteira, ou várias células, não terão detalhes suficientes para as estruturas menores, como cromossomos. Várias micrografias de organelas com uma ampliação progressivamente maior mostrarão as estruturas maiores, como as mitocôndrias, e os menores corpos, como os centríolos.

Ao examinar pela primeira vez uma amostra de tecido ampliada, pode ser difícil ver imediatamente as diferentes estruturas celulares, mas rastrear as membranas celulares é um bom começo. Identificar o núcleo e as organelas maiores, como as mitocôndrias, costuma ser a próxima etapa. Nas micrografias de maior ampliação, as outras organelas podem frequentemente ser identificadas por um processo de eliminação, em busca de características-chave de distinção. Os números de cada organela e estrutura fornecem uma pista sobre a função da célula e de seus tecidos.