Relação entre estrutura celular e função

"A forma se ajusta à função" é um refrão comum no mundo das formas naturais e humanas de engenharia. Quando a construção intencional de uma ferramenta do dia-a-dia está em questão, isso muitas vezes é óbvio: uma criança que recebe uma pá, um copo, um par de meias ou um martelo provavelmente pode determinar com relativa facilidade para que servem esses implementos, enquanto no caso de, digamos, uma corrente de bicicleta ou uma coleira de cachorro isoladamente, o quebra-cabeça é consideravelmente mais difícil de resolver.

Estruturas naturais, formadas ao longo de milhões de anos de evolução, permanecem no lugar porque foram selecionados devido às vantagens de sobrevivência que dão aos organismos que possuí-los. Esse é o caso das células, que são as estruturas naturais mais simples que possuem todas as propriedades da entidade dinâmica conhecida como vida: reprodução, metabolismo, manutenção do equilíbrio químico e solidez física.

Como no mundo "macro", a maneira como as partes de uma célula falam com suas funções - ambas as que estão sozinhas e aqueles que estão integrados com o resto da célula - é um assunto fascinante da biologia por si só direito.

A composição e função das células variam consideravelmente tanto entre organismos como, no caso de organismos multicelulares complexos, entre diferentes tecidos e órgãos dentro do mesmo organismo. Mas todas as células têm vários elementos em comum. Esses incluem:

• Membrana celular: Essa estrutura forma o revestimento externo da célula e é responsável pela integridade física da célula e por permitir que certas substâncias entrem e saiam enquanto negam a passagem de outras. Na verdade, consiste em um membrana plasmática dupla.
• Citoplasma: Isso forma a substância interna das células e consiste em uma matriz aquosa que suporta outros conteúdos celulares internos, como um andaime. A porção líquida, não organela, é chamada de citosol, e a maioria das reações químicas na célula ocorre aqui com a ajuda de proteínas chamadas enzimas.
• Material genético: O material genético, do qual quase todas as células do organismo contém uma cópia completa, carrega as informações necessárias para a síntese de proteínas na forma de ácido desoxirribonucleico (DNA). DNA é o que é transmitido às gerações subsequentes durante o processo reprodutivo.
• Ribossomos: Essas proteínas são responsáveis ​​pela fabricação de todas as proteínas de que o organismo necessita. Eles tomam a direção do ácido ribonucléico mensageiro (mRNA). Nos ribossomos, os aminoácidos individuais são ligados entre si para criar cadeias, formando proteínas. O mRNA é feito pelo DNA em um processo chamado transcrição; a conversão de instruções de mRNA em proteínas nos ribossomos, que consistem em duas subunidades, é conhecida como tradução.

Os seres vivos podem ser divididos em dois tipos: Procariontes, que incluem os domínios Bacteria e Archaea, e eucariotos, que consistem no domínio Eukaryota. A maioria dos procariontes são organismos unicelulares, enquanto quase todos os eucariotos - plantas, animais e fungos - são multicelulares.

As células procarióticas incluem as quatro estruturas já descritas, mas não muito mais, embora as bactérias tenham paredes celulares. Muitos deles também têm um celular cápsula; a principal função deles é a proteção. Alguns procariontes também têm estruturas semelhantes a chicotes em sua superfície, chamadas flagelo. Como você pode imaginar por sua aparência, eles são usados ​​principalmente para locomoção.

As células eucarióticas, em contraste, são ricas em organelas, que são entidades ligadas à membrana que atendem à célula de maneiras específicas. É importante ressaltar que os eucariotos hospedam seu DNA dentro de um núcleo, enquanto em procariontes, que não possuem estruturas internas ligadas à membrana de qualquer tipo, o DNA flutua em um aglomerado solto no citoplasma chamado de região nucleóide.

A relação entre as partes de uma célula e suas funções é exemplificada com elegância e clareza nas organelas dos eucariotos. Por sua vez, todas as organelas apresentam uma membrana plasmática. Cada membrana plasmática nas células - incluindo a membrana celular externa, assim como as membranas que envolvem as organelas - consiste em um fosfolipídiobicamada.

Esta bicamada consiste em duas "folhas" individuais frente a frente em uma imagem espelhada. O interior apresenta o hidrofóbico, ou repelentes de água, porções de cada camada, que consistem em lipídios na forma de ácidos graxos. As porções externas, em contraste, são hidrofílico, ou busca de água, e consistem nas porções de fosfato das moléculas de fosfolipídios.

Assim, uma "parede" das cabeças de fosfato hidrofílico está voltada para o interior da organela (ou, no caso da membrana celular em si, o citoplasma) enquanto o outro está voltado para o lado externo, ou citoplasmático, (ou no caso da membrana celular, o lado externo meio Ambiente).

A estrutura da membrana é tal que pequenas moléculas como glicose e água podem flutuar livremente entre as moléculas de fosfolipídios, enquanto as maiores não podem e devem ser bombeadas ativamente para dentro ou para fora (ou a passagem negada, período). Novamente, a estrutura se ajusta à função.

Embora geralmente não seja denominado organela por causa de sua importância suprema, o núcleo é, na verdade, a personificação de uma. Sua membrana plasmática é chamada de envelope nuclear. O núcleo contém DNA empacotado em cromatina, que é matéria rica em proteínas dividida em cromossomos.

Quando os cromossomos se dividem, e o núcleo com eles, o processo é chamado mitose. Para que isso aconteça, o fuso mitótico deve ser criado dentro do núcleo, que é essencialmente o cérebro da célula e consome uma fração significativa do volume total da maioria das células.

Essas organelas de formato ovalado são as usinas de energia dos eucariotos, porque são o local da respiração aeróbica ("com oxigênio"), a fonte da a maior parte da energia que os eucariotos derivam do combustível que comem (no caso dos animais) ou sintetizam com a ajuda da luz solar (no caso dos plantas).

Acredita-se que as mitocôndrias tenham se originado há mais de 2 bilhões de anos atrás, quando bactérias aeróbias entraram em células não aeróbicas existentes e começaram a cooperar com elas metabolicamente. As muitas dobras em sua membrana, onde a respiração aeróbica realmente ocorre, é outro exemplo da confluência de estrutura e função nas células.

Essa estrutura membranosa é como uma "rodovia", na medida em que se estende do núcleo (e de fato está ligada à sua membrana), através da célula, até os confins do citoplasma. Ele carrega e modifica produtos proteicos produzidos pelos ribossomos.

Alguns retículos endoplasmáticos são chamados retículo endoplasmatico rugoso porque é cravejado de ribossomos, como pode ser visto ao microscópio; as formas sem ribossomos são correspondentemente chamadas retículo endoplasmático liso.

O Aparelho de Golgi é semelhante ao retículo endoplasmático na medida em que embala e processa proteínas e outras proteínas geradas por células substâncias, mas é organizado em discos redondos empilhados, bem como um rolo de moedas ou uma pilha de panquecas minúsculas.

Lisossomos são os centros de eliminação de resíduos da célula e, consequentemente, esses pequenos corpos globulares têm enzimas que se dissolvem e dispensam produtos de degradação celular resultantes do metabolismo diário. Os lisossomos são, na verdade, um tipo de vacúolo, um nome para uma unidade oca delimitada por uma membrana em células cujo propósito é servir como um recipiente para produtos químicos de algum tipo.

O citoesqueleto é feito de microtúbulos, proteínas organizadas como pequenos brotos de bambu e servindo como vigas e vigas de suporte estrutural. Estes se estendem por todo o citoplasma, desde o núcleo até a membrana celular.