MODELOS CELULARES

Aprenda sobre as células e seus componentes.

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A vida pode ser analisada a partir de diferentes componentes que originam variados níveis de organização. No entanto, segundo a Teoria Celular formulada em 1839 – creditada a Matthias Schleiden e Theodor Schwann – a unidade básica para que exista vida é a célula.

Ainda assim, analisando a diversidade de formas de vida que existem em nosso planeta, é possível inferir que as células que constituem estes organismos sejam distintas umas das outras. Desta forma, analisando suas estruturas e a funcionalidades, é possível classificar os organismos com base em dois modelos celulares simplificados: procarióticos e eucarióticos.

CÉLULA PROCARIÓTICA

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Os organismos classificados como procariontes – aqueles formados por células procarióticas – incluem todas as diferentes espécies de bactérias do Reino Monera. Simplificadamente, podemos compreender que a característica básica destes organismos é a ausência de um núcleo organizado. Isto significa dizer, na verdade, que células procarióticas não possuem estruturas membranosas internas e, assim, apresentam seu material genético disperso no citoplasma que é, neste caso, seu único compartimento interno.

Estes organismos ainda apresentam como estruturas obrigatórias uma membrana plasmática e ribossomos. Posteriormente estudaremos a função de cada uma destas unidades celulares e veremos, também, que é comum que bactérias apresentem parede celular e cápsula, além de pequenas moléculas de DNA circular que são conhecidas como plasmídeos.

A figura a seguir representa um modelo de célula procariótica.

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OBSERVAÇÃO

Em uma classificação mais moderna onde os seres vivos são divididos em Domínios, os organismos procariontes incluiriam os Domínios Archaea e Eubacteria, excluindo os demais organismos que são, portanto, englobados pelo Domínio Eukarya.

CÉLULA EUCARIÓTICA

Se a ausência de um núcleo organizado caracteriza os procariontes, os eucariontes – organismos formados por células eucarióticas – são classificados com base na presença de um núcleo organizado, delimitado por um envoltório nuclear ou carioteca. Mais uma vez, como exposto anteriormente a respeito dos procariontes, pensar apenas na presença ou ausência de núcleo é uma simplificação do conceito. Células eucarióticas, na verdade, são células que apresentam estruturas membranosas internas (ex.: retículo endoplasmático e complexo de Golgi).

A presença de um maior número de estruturas em células eucarióticas em relação às células procarióticas é um forte indício de que a evolução tenha se iniciado com organismos similares a bactérias. Dentre estes seres, formados por células pequenas e simples, alguns parecem ter sofrido modificações ao longo do tempo que provocaram o aumento de seu volume, o que levaria ao problema de apresentarem uma pequena razão SUPERFÍCIE DE CONTATO/VOLUME, dificultando a realização de trocas com o meio externo. A solução para este problema foi, aparentemente, o surgimento de invaginações a partir da membrana plasmática. Estas dobras de membrana que se formaram em direção ao interior da célula, em algum momento da história evolutiva, parecem ter se destacado, originado bolsas membranosas individuais em seus citoplasmas. É provável, então, que a partir destas bolsas membranosas tenham surgido quase todas as organelas membranosas citoplasmáticas. Estas organelas, como lisossomos, peroxissomos e retículo endoplasmático, nada mais são que compartimentos com funções individualizadas que, desta forma, aumentam a eficiência de uma célula com volume tão grande em relação aos seus ancestrais procariontes.

Estas células grandes, ancestrais das células eucarióticas modernas, parecem ter sofrido um processo dicotômico no qual se originaram duas linhagens que, mais tarde, seriam conhecidas como células eucarióticas animais e células eucarióticas vegetais. Dentre as principais distinções entre estes modelos se encontram as organelas produtoras de energia: mitocôndrias e cloroplastos. O processo que originou estas linhagens parece ter seguido a seguinte cronologia:

I. Uma célula eucariótica ancestral com baixa capacidade de produção energética englobou uma célula procariótica com elevada capacidade de produção energética;

II. A célula procariótica englobada, ao invés de ser digerida como fonte de nutrientes, foi mantida dentro de uma bolsa membranosa citoplasmática ou fagossomo;

III. A célula procariótica, confinada, passou a produzir energia em excesso, sendo os excedentes utilizados pela célula eucariótica ancestral;

IV. O nível de interdependência entre as células aumentou gradualmente, sendo a célula procariótica protegida em relação ao meio ambiente externo, e a célula eucariótica ancestral beneficiada pela maior produção de energia em comparação às demais células eucarióticas que não haviam passado por este processo.

Esta sequência define o que ficou conhecido como origem por endossimbiose. As células procarióticas englobadas, mais tarde, vieram a dar origem a todas as mitocôndrias que existem. Foi a partir desta linhagem, ou seja, a partir de células eucarióticas ancestrais que já possuíam mitocôndrias produtoras de energia, que se desenvolveram os protozoários, fungos e animais.

No entanto, em algum momento após o englobamento desta célula procariótica, uma linhagem de células eucarióticas ancestrais parece ter passado por um processo similar novamente. Desta vez, no entanto, a célula procariótica englobada apresentava a capacidade de realizar fotossíntese e, desta forma, produzir moléculas orgânicas como fonte de nutrição. Esta linhagem, além de apresentar elevada taxa de produção energética por causa das mitocôndrias, agora possuía o que vieram a se transformar em cloroplastos.

O esquema a seguir representa o processo que originou as células eucarióticas através da formação de organelas membranosas internas e que, posteriormente, possibilitou o surgimento de mitocôndrias e cloroplastos por endossimbiose.

Dentre as evidências que apontam para a viabilidade da teoria de endossimbiose estão a presença, tanto em mitocôndrias quanto em cloroplastos de: (1) duas membranas, como células pequenas englobadas por células maiores; (2) DNA próprio similar ao de células procarióticas; (3) ribossomos próprios similares aos de células procarióticas e (4) capacidade de duplicação de forma independente da divisão celular.

CÉLULAS EUCARIÓTICAS ANIMAIS

As células que seguem um modelo eucariótico animal apresentam algumas particularidades em relação à maioria das células vegetais. Dentre essas distinções, células animais possuem organelas como centríolos, lisossomos e peroxissomos, enquanto apenas algumas linhagens com modelo vegetal as apresentam.

Resumidamente, podemos entender os centríolos como estruturas proteicas responsáveis pela organização do citoesqueleto durante os processos de divisão celular e, também, na formação de estruturas de movimentação, como cílios e flagelos. Lisossomos e peroxissomos são bolsas membranosas, sendo a primeira voltada à digestão intracelular e a segunda orientada à degradação de peróxido de hidrogênio (H2O2), altamente deletério.

Observe na imagem a seguir um esquema com diferentes organelas presentes em células eucarióticas animais.

CÉLULAS EUCARIÓTICAS VEGETAIS

Além da maioria das organelas presentes em células animais, o modelo de célula eucariótica vegetal apresenta três estruturas voltadas ao seu estilo de vida: cloroplastos, vacúolo de suco celular e parede celular.

Estudaremos em outros módulos as funções de cada estrutura celular presenta em células procarióticas e eucarióticas. Por enquanto, é suficiente compreender que os cloroplastos são voltados à realização de fotossíntese, enquanto o vacúolo de suco celular armazena substâncias potencialmente tóxicas, e a parede celular protege a célula vegetal.

A figura a seguir esquematiza uma célula vegetal típica com destaque para algumas de suas estruturas intra e extracelulares.

Analise a tabela onde estão listadas as diferenças básicas e generalizadas que existem entre células procarióticas e eucarióticas, além daquelas existentes entre células eucarióticas animais e vegetais.

 
PROCARIÓTICA
EUCARIÓTICA

Membrana Plasmática

Sim

Sim

Material Genético

Sim

Sim

Núcleo Delimitado

Não

Sim

Ribossomos

Sim

Sim

Membranas Internas

Não

Sim

 

ANIMAL

VEGETAL

Membrana Plasmática

Sim

Sim

Parede Celular

Não

Sim

Carioteca

Sim

Sim

Ribossomos

Sim

Sim

Mitocôndrias

Sim

Sim

Plastos

Não

Sim

Retículo Endoplasmático

Sim

Sim

Complexo de Golgi

Sim

Sim

Centríolos

Sim

Não

Peroxissomos

Sim

Sim

Glioxissomos

Não

Sim

Vacúolo Central

Não

Sim

Citoesqueleto

Sim

Sim

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