Os recipientes microscópicos conhecidos como células são as unidades básicas dos seres vivos na Terra. Cada um possui todas as características que os cientistas atribuem à vida. Na verdade, alguns seres vivos consistem em apenas uma única célula. Seu próprio corpo, por outro lado, tem algo em torno de 100 trilhões.
Quase todos os organismos unicelulares são procariontes, e no grande esquema de classificação da vida, pertencem ao domínio Bacteria ou ao domínio Archaea. Os humanos, junto com todos os outros animais, plantas e fungos, são eucariotos.
Essas estruturas minúsculas executam as mesmas tarefas em uma escala "micro" para se manterem intactas que você e outros organismos de tamanho real fazem em uma escala "macro" para permanecerem vivos. E, obviamente, se um número suficiente de células individuais falhar nessas tarefas, o organismo parental também falhará.
As estruturas dentro das células têm funções individuais e, em geral, não importa a estrutura, elas podem ser reduzidas a três tarefas essenciais: A
interface física ou limite com moléculas específicas; um meio sistemático de transportar produtos químicos para dentro, ao longo ou para fora da estrutura; e uma função metabólica ou reprodutiva única e específica.Células procarióticas vs. Células eucarióticas
Como mencionado, embora as células sejam geralmente consideradas componentes minúsculos de seres vivos, muitas células estão seres vivos.
Bactérias, que não podem ser vistos, mas certamente fazem sentir sua presença no mundo (por exemplo, alguns causam doenças infecciosas, outros ajudam alimentos como queijo e iogurte envelhecem adequadamente e outros ainda desempenham um papel na manutenção da saúde do trato digestivo humano), são um exemplo de organismos unicelulares e de procariontes.
As células procarióticas têm um número limitado de componentes internos em comparação com suas contrapartes eucarióticas. Isso inclui um membrana celular, ribossomos, ácido desoxirribonucleico (DNA) e citoplasma, as quatro características essenciais de todas as células vivas; estes são descritos em detalhes posteriormente.
As bactérias também têm paredes celulares fora da membrana celular para suporte adicional, e algumas delas também têm estruturas chamadas flagelo, construções em forma de chicote feitas de proteínas e que ajudam os organismos aos quais estão ligados a se moverem em seu ambiente.
As células eucarióticas têm uma série de estruturas que as células procarióticas não possuem e, portanto, essas células desfrutam de uma ampla gama de funções. Talvez o mais importante seja o núcleo e a mitocôndria.
Estruturas celulares e suas funções
Antes de se aprofundar em como as estruturas celulares individuais lidam com essas funções, é útil revisar o que são essas estruturas e onde podem ser encontradas. As primeiras quatro estruturas na lista a seguir são comuns a todas as células na natureza; os outros são encontrados em eucariotos, e se uma estrutura só for encontrada em certas células eucarióticas, essa informação é anotada.
A membrana celular: Isso também é chamado de membrana de plasma, mas isso pode causar confusão porque as células eucarióticas realmente têm membranas plasmáticas em torno de seus organelas, muitos dos quais são detalhados abaixo. Consiste em uma bicamada fosfolipídica, ou duas camadas construídas de forma idêntica, frente a frente em uma "imagem espelhada". É tanto uma máquina dinâmica quanto uma barreira simples.
Citoplasma: Essa matriz gelatinosa é a substância na qual se assentam o núcleo, as organelas e outras estruturas celulares, como pedaços de fruta em uma sobremesa de gelatina clássica. As substâncias se movem através do citoplasma por difusão, ou de áreas de maior concentração dessas substâncias para áreas de menor concentração.
Ribossomos: Essas estruturas, que não têm membranas próprias e, portanto, não são consideradas verdadeiras organelas, são os locais de síntese de proteínas nas células e são constituídas por subunidades de proteínas. Eles têm "estações de encaixe" para ácido ribonucléico mensageiro (mRNA), que carrega instruções de DNA do núcleo, e aminoácidos, os "blocos de construção" das proteínas.
DNA: Do celular material genético fica no citoplasma das células procarióticas, mas nos núcleos (o plural de "núcleo") das células eucarióticas. Consistindo em monômeros - isto é, subunidades repetidas - chamadas nucleotídeos, dos quais existem quatro tipos básicos, o DNA é empacotado junto com proteínas de suporte chamadas histonas em uma substância longa e fibrosa chamada cromatina, que por sua vez é dividido em cromossomos em eucariotos.
Organelas de células eucarióticas
Organelas fornecem ótimos exemplos de estruturas celulares que servem a propósitos distintos, necessários e únicos que dependem de manutenção de mecanismos de transporte que, por sua vez, dependem de como essas estruturas se relacionam fisicamente com o resto do célula.
Mitocôndria são talvez as moléculas mais proeminentes em termos de sua aparência distinta sob um microscópio e sua função, que é usar os produtos das reações químicas que quebram a glicose no citoplasma para extrair um grande negócio de trifosfato de adenosina (ATP) enquanto o oxigênio estiver presente. Isso é conhecido como respiração celular e ocorre principalmente na membrana mitocondrial.
Outras organelas importantes incluem o retículo endoplasmático, uma espécie de "rodovia" celular que embala e move moléculas entre os ribossomos, o núcleo, o citoplasma e o exterior da célula. Corpos de Golgi, ou "discos" que se separam do retículo endoplasmático como pequenos táxis. Lisossomos, que são corpos ocos e esféricos que decompõem os produtos residuais formados durante as reações metabólicas das células.
Membranas de plasma são os guardiões das células
As três funções da membrana celular são preservar a integridade da própria célula, servindo como uma membrana semipermeável através da qual pequenas moléculas podem passar e facilitando a transporte Ativo de substâncias por meio de "bombas" embutidas na membrana.
As moléculas que compõem cada uma das duas camadas da membrana são fosfolipídios, que têm "caudas" hidrofóbicas feitas de gordura voltadas para dentro (e, portanto, uma em direção à outra) e "cabeças" hidrofílicas contendo fósforo voltadas para para fora (e isso para dentro e fora da própria organela, ou no caso da membrana celular propriamente dita, dentro e fora da célula em si).
Estes são lineares e perpendiculares à estrutura geral em forma de folha da membrana como um todo.
Um olhar mais atento sobre os fosfolipídios
O fosfolipídios estão próximos o suficiente para impedir a entrada de toxinas, ou moléculas grandes que prejudicariam o interior se tivessem passagem. Mas eles estão distantes o suficiente para permitir que pequenas moléculas necessárias para processos metabólicos, como água, glicose (o açúcar, tudo células usam para energia) e ácidos nucléicos (que são usados para construir nucleotídeos e, portanto, DNA e ATP, a "moeda de energia" em todos células).
A membrana tem "bombas" embutidas entre os fosfolipídios que fazem uso do ATP para trazer ou remover moléculas que não normalmente passam, seja por causa de seu tamanho ou porque sua concentração é maior no lado em que as moléculas são bombeadas na direção. Este processo chamado transporte Ativo.
O núcleo é o cérebro da célula
O núcleo de cada célula contém uma cópia completa de todo o DNA de um organismo na forma de cromossomos; os humanos têm 46 cromossomos, com 23 herdados de cada pai. O núcleo é rodeado por uma membrana plasmática chamada de envelope nuclear.
Durante um processo chamado mitose, o envelope nuclear é dissolvido e o núcleo se divide em dois depois que todos os cromossomos são copiados ou replicados.
Isso é seguido pela divisão de toda a célula, um processo conhecido como citocinese. Isso resulta na criação de duas células-filhas idênticas entre si e também com a célula-mãe.