Estrutura celular de um animal

As células são os elementos fundamentais e irredutíveis da vida na Terra. Algumas coisas vivas, como bactérias, consistem em apenas uma única célula; animais como você incluem trilhões. As células são microscópicas, mas a maioria delas contém uma variedade impressionante de componentes ainda menores que todos contribuam para a missão básica de manter a célula - e, por extensão, o organismo parental - vivo. As células animais são, em geral, parte de formas de vida mais complexas do que as células bacterianas ou vegetais; conseqüentemente, as células animais são mais complicadas e elaboradas do que suas contrapartes nos mundos microbiano e botânico.

Talvez a maneira mais fácil de pensar em uma célula animal seja como um centro de distribuição ou um depósito grande e movimentado. Uma consideração importante a ter em mente, que geralmente descreve o mundo em geral, mas é perfeitamente aplicável à biologia em particular, é "a forma se encaixa na função". Ou seja, o A razão pela qual as partes de uma célula animal, bem como a célula como um todo, são estruturadas da maneira que são, está intimamente relacionada com as tarefas que essas partes - chamadas "organelas" - têm executando.

Coisas vivas podem ser divididas em procariota organismos, que são unicelulares e incluem:

• plantas
  
• animais
  
• fungos

As células dos eucariotos incluem uma membrana ao redor do material genético, criando um núcleo; procariontes não têm tal membrana. Além disso, o citoplasma dos procariotos não contém organelas, que as células eucarióticas possuem em abundância.

O membrana celular, também chamada de membrana plasmática, forma a fronteira externa das células animais. (As células vegetais têm paredes celulares diretamente fora da membrana celular para maior proteção e firmeza.) A membrana é mais do que uma simples barreira física ou um depósito para organelas e DNA; em vez disso, é dinâmico, com canais altamente seletivos que regulam cuidadosamente a entrada e saída de moléculas de e para a célula.

A membrana celular consiste em um bicamada fosfolipídica, ou bicamada lipídica. Esta bicamada consiste, em essência, em duas "folhas" diferentes de moléculas de fosfolipídios, com o lipídio partes das moléculas em diferentes camadas se tocando e as partes de fosfato apontando em direções opostas instruções. Para entender por que isso ocorre, considere as propriedades eletroquímicas de lipídios e fosfatos separadamente. Os fosfatos são moléculas polares, o que significa que suas cargas eletroquímicas são distribuídas de maneira desigual pela molécula. Água (H₂O) também é polar, e as substâncias polares tendem a se misturar, de modo que os fosfatos estão entre as substâncias marcadas como hidrofílicas (isto é, atraídas pela água).

A porção lipídica de um fosfolipídeo contém dois ácidos graxos, que são longas cadeias de hidrocarbonetos com tipos específicos de ligações que deixam a molécula inteira sem um gradiente de carga. Na verdade, os lipídios são, por definição, apolares. Como elas reagem de forma oposta à forma como as moléculas polares o fazem na presença de água, elas são chamadas de hidrofóbicas. Portanto, você pode pensar em uma molécula de fosfolipídeo inteira como "semelhante à lula", com a parte do fosfato servindo como cabeça e corpo e o lipídeo como um par de tentáculos. Além disso, imagine duas grandes "folhas" de lulas, reunidas com seus tentáculos misturados e suas cabeças apontadas em direções opostas.

As membranas celulares permitem que certas substâncias entrem e saiam. Isso ocorre de várias maneiras, incluindo difusão, difusão facilitada, osmose e transporte ativo. Algumas organelas, como as mitocôndrias, têm suas próprias membranas internas compostas dos mesmos materiais que a própria membrana plasmática.

O núcleo é, com efeito, o centro de controle e comando da célula animal. Ele contém o DNA, que na maioria dos animais está organizado em cromossomos separados (você tem 23 pares deles) que são divididos em pequenas porções chamadas genes. Os genes são simplesmente comprimentos de DNA que contêm o código para um produto proteico específico, que o DNA entrega ao maquinário de montagem de proteínas da célula por meio da molécula de RNA (ácido ribonucléico).

O núcleo inclui porções diferentes. No exame microscópico, uma mancha escura chamada de nucléolo aparece no meio do núcleo; o nucléolo está envolvido na fabricação de ribossomos. O núcleo é circundado por uma membrana nuclear, uma dupla posterior análoga à membrana celular. Esse revestimento, também chamado de envelope nuclear, possui proteínas filamentosas anexadas à camada interna que se estendem para dentro e ajudam a manter o DNA organizado e no lugar.

Durante a reprodução e divisão celular, a clivagem do próprio núcleo em dois núcleos filhos é chamada de citocinese. Ter o núcleo separado do resto da célula é útil para manter o DNA isolado de outras atividades celulares, minimizando as chances de ele ser danificado. Isso também permite um controle requintado do ambiente celular imediato, que pode ser distinto do citoplasma da célula como um todo.

Essas organelas, que também são encontradas em células não animais, são responsáveis ​​pela síntese de proteínas, que ocorre no citoplasma. A síntese de proteínas é posta em movimento quando o DNA no núcleo passa por um processo chamado transcrição, que é o fabricação de RNA com um código químico correspondente à faixa exata de DNA da qual é feito (RNA mensageiro ou mRNA). O DNA e o RNA consistem em monômeros (unidades únicas de repetição) de nucleotídeos, que contêm um açúcar, um grupo fosfato e uma porção chamada base nitrogenada. O DNA inclui quatro bases diferentes (adenina, guanina, citosina e timina), e a sequência delas em uma longa faixa de DNA é o código para o produto finalmente sintetizado nos ribossomos.

Quando o mRNA recém-produzido se move do núcleo para os ribossomos no citoplasma, a síntese de proteínas pode começar. Os próprios ribossomos são feitos de um tipo de RNA chamado RNA ribossômico (rRNA). Os ribossomos consistem em duas subunidades de proteínas, uma delas cerca de 50% mais massiva do que a outra. O mRNA se liga a um local específico no ribossomo, e os comprimentos da molécula de três bases de cada vez são "lidos" e usado para fazer um dos cerca de 20 tipos diferentes de aminoácidos, que são os blocos básicos de construção de proteínas. Esses aminoácidos são transportados para os ribossomos por um terceiro tipo de RNA, chamado RNA de transferência (tRNA).

Mitocôndria são organelas fascinantes que desempenham um papel especialmente importante no metabolismo de animais e eucariotos como um todo. Eles, como o núcleo, são envolvidos por uma membrana dupla. Eles têm uma função básica: fornecer o máximo de energia possível usando fontes de carboidratos como combustível em condições de disponibilidade adequada de oxigênio.

O primeiro passo no metabolismo da célula animal é a quebra da glicose que entra na célula em uma substância chamada piruvato. Isso é chamado glicolise e ocorre se o oxigênio está presente ou não. Quando não há oxigênio suficiente, o piruvato sofre fermentação para se tornar lactato, o que fornece uma explosão de energia celular de curto prazo. Caso contrário, o piruvato entra na mitocôndria e sofre respiração aeróbia.

A respiração aeróbica inclui dois processos com suas próprias etapas. O primeiro ocorre na matriz mitocondrial (semelhante ao citoplasma da própria célula) e é denominado ciclo de Krebs, ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) ou ciclo do ácido cítrico. Este ciclo gera portadores de elétrons de alta energia para o próximo processo, a cadeia de transporte de elétrons. As reações em cadeia de transporte de elétrons ocorrem na membrana mitocondrial, e não na matriz onde o ciclo de Krebs opera. Essa segregação física de tarefas, embora nem sempre seja a mais eficiente de aparência externa, ajuda a garantir um mínimo de erros de enzimas nas vias respiratórias, apenas já que ter diferentes seções de uma loja de departamentos minimiza as chances de você terminar com a compra errada, mesmo se você tiver que entrar na loja por muitas maneiras de chegar isto.

Porque o metabolismo aeróbico fornece muito mais energia na forma de ATP (trifosfato de adenosina) por molécula de glicose do que a fermentação, é sempre a rota "preferida" e representa um triunfo da evolução.

Acredita-se que as mitocôndrias tenham sido organismos procarióticos autônomos em uma época, milhões e milhões de anos atrás, antes de serem incorporadas ao que agora são chamadas de células eucarióticas. Isso é chamado de teoria do endossimbionte, que ajuda muito a explicar muitas características das mitocôndrias que, de outra forma, poderiam ser indescritíveis para os biólogos moleculares. Na verdade, os eucariotos parecem ter sequestrado todo um produtor de energia, em vez de um ter que evoluir de componentes menores, é talvez o principal fator para animais e outros eucariotos serem capazes de prosperar enquanto Eles têm.

Aparelho de Golgi: Também chamados de corpos de Golgi, o Aparelho de Golgi é um centro de processamento, embalagem e classificação para proteínas e lipídios produzidos em outras partes da célula. Estes geralmente têm uma aparência de "pilha de panquecas". Essas são vesículas, ou pequenos sacos delimitados por membrana, que se desprendem das bordas externas dos discos nos corpos de Golgi quando seu conteúdo está pronto para ser entregue a outras partes da célula. É útil imaginar os corpos de Golgi como estações de correios ou centros de triagem e entrega de correio, com cada vesícula separando-se do "edifício" principal e formando uma cápsula fechada própria que se assemelha a um caminhão de entrega ou vagão de trem.

Os corpos de Golgi produzem lisossomos, que contêm enzimas poderosas que podem degradar componentes celulares antigos e desgastados ou moléculas perdidas que não deveriam estar na célula.

Retículo endoplasmático: O retículo endoplasmático (ER) é uma coleção de tubos que se cruzam e vesículas achatadas. Essa rede começa no núcleo e se estende por todo o citoplasma até a membrana celular. Eles são usados, como você já deve ter percebido em sua posição e estrutura, para transportar substâncias de uma parte da célula para a outra; mais precisamente, eles servem como um canal no qual esse transporte pode ocorrer.

Existem dois tipos de ER, diferenciados por terem ribossomos anexados ou não. Rough ER consiste em vesículas empilhadas às quais muitos ribossomos são fixados. No ER bruto, grupos de oligossacarídeos (açúcares relativamente curtos) são ligados a pequenas proteínas à medida que passam a caminho de outras organelas ou vesículas secretoras. O ER liso, por outro lado, não tem ribossomos. O ER liso dá origem a vesículas que transportam proteínas e lipídios, e também é capaz de engolfar e inativar produtos químicos prejudiciais, desempenhando assim uma espécie de função de exterminador-governanta-segurança, além de ser um meio de transporte conduíte.