Citologia ou Biologia Celular

Começamos com as definições, conceitos e introdução de Citologia:

A Citologia ou Biologia Celular é o ramo da Biologia que estuda as células.

A Biologia Celular, também chamada de Citologia, é a parte da Biologia que se dedica ao estudo das células e suas estruturas.

Ramo da Biologia que estuda as células, tanto eucariontes como procariontes.

A palavra citologia tem origem do grego kytos, que significa célula, e logos, cujo significado é estudo.

Com essa denominação, fica fácil imaginar que há uma infinidade de conceitos a serem abordados nessa disciplina, certo?

Por isso, há uma subdivisão de assuntos para torná-los não só mais didáticos como também mais objetivos para os estudantes. Uma dessas áreas é a Citologia.

Temida por muitos alunos devido à complexidade de seus assuntos, a Citologia é, na verdade, um apanhado de temas fáceis de serem estudados. No entanto, a sua compreensão demanda, sim, uma boa dose de atenção e muito estudo!

O QUE A CITOLOGIA ESTUDA?

Entre os conhecimentos e estruturas estudados pela citologia, existem alguns assuntos que são essenciais e, portanto, fundamentam os conhecimentos básicos para entender a complexidade das células.

Confira os principais temas que são alvos de estudo no segmento:

• Tipos de célula, divididas entre procariontes e eucariontes;
• As estruturas celulares, sobretudo no caso das eucariontes, que são mais complexas;
• Evolução celular;
• Transporte e a importância da membrana plasmática para o organismo celular;
• Processo de endocitose e exocitose;
• Respiração celular;
• Metabolismo das células;
• Processos de divisão celular chamados de meiose e mitose;
• Bioquímica celular;
• Fotossíntese.

Seus conhecimentos trouxeram inúmeros benefícios para o desenvolvimento das Ciências Biológicas.

Por isso, conhecer as células e seus principais elementos estruturais é importante para desvendar ainda mais segredos sobre os seres vivos!

HISTÓRIA DA CITOLOGIA

Em 1665, o biólogo e físico inglês Robert Hooke observou uma estrutura celular pela primeira vez. Hooke analisou as células da cortiça, sendo então o primeiro estudioso a perceber as características da célula vegetal.

O curioso é que o próprio nome “célula” também foi escolhido pelo biólogo – a palavra se originou do latim celulla, diminutivo de cella, expressão que pode ser traduzida para o português como “pequeno compartimento”.

A citologia é considerada uma das áreas da ciência que mais demorou para se desenvolver de maneira plena, uma vez que as suas descobertas estiveram diretamente relacionadas ao desenvolvimento dos primeiros microscópios, um equipamento que permite o estudo de estruturas pequenas a olho nu.

A segunda grande descoberta no ramo da citologia foi do microscopista holandês Antoni van Leeuwenhoek, figura responsável pelo primeiro registro das células livres.

Leeuwenhoek ainda declarou a descoberta do protozoário em 1674, do espermatozoide humano três anos depois e, por fim, da bactéria em 1683.

Anos mais tarde, foi a vez do botânico e físico escocês Robert Brown fazer sua contribuição. Em 1833, ele descobriu a estrutura que foi nomeada como núcleo celular.

A época também foi marcada pelas ideias do botânico alemão Matthias Schleiden, o primeiro a afirmar que todos os vegetais são constituídos por células.

No ano seguinte, o fisiologista Theodor Schwann estendeu a ideia de Schleiden e defendeu que os organismos animais também são inteiramente constituídos por células.

A cada nova descoberta, há o desenvolvimento de uma nova tecnologia, que aprimora ainda mais as ferramentas de estudo das células.

Enquanto anteriormente esse estudo estava fundamentalmente pautado no uso dos microscópios eletrônicos, grande parte das descobertas mais representativas da área foram feitas após o desenvolvimento das técnicas citoquímicas e lentes ópticas de maior qualidade.

Para se ter uma ideia, os equipamentos modernos permitem ampliar as células em até 100 mil vezes.

Interessante, não?

TEORIA CELULAR

Entre os inúmeros avanços da área, é fundamental considerar o trabalho dos pesquisadores Matthias Schleiden e Theodor Schwann, que foi capaz de sintetizar os principais fundamentos nos quais o estudo da citologia é baseado.

A dupla é responsável por formular quatro postulados extremamente interessantes que até hoje balizam as generalizações mais importantes da área.

Acompanhe:

• Todos os seres vivos são formados a partir de estruturas celulares;
• As atividades e reações químicas essenciais à manutenção da vida ocorrem dentro do organismo celular;
• A divisão celular permite que novas células se formem a partir de células pré-existentes;
• A célula é a menor unidade da vida.

Teoria celular é o nome dado à organização do estudo dessa estrutura tão pequena, mas tão importante para todos os seres vivos.

A sua base, inclusive, nos conta que todos os seres dotados de vida são compostos por células e que, portanto, essa é a estrutura vital (ou seja, a unidade morfológica e fisiológica) do ser vivo.

Outro pilar muito importante da teoria celular está no fato constatado por Rudolph Virchow, que dizia que toda célula se origina a partir de outra célula.

Assim, surgia o primeiro conceito de divisão celular e, de certa forma, uma das primeiras compreensões científicas sobre a origem da vida no planeta Terra.

Em síntese, os três postulados da teoria celular são:

• todas as células realizam divisão celular (mitose e meiose) e, por isso, células obrigatoriamente são originadas de outras células;
• a célula é a unidade morfológica da vida, e todos os seres vivos são compostos por elas;
• a célula também é a unidade funcional (fisiológica) de um ser vivo, sendo responsável pelo metabolismo do mesmo, ou seja, pelo controle e realização de suas funções vitais.

IMPORTÂNCIA DA CITOLOGIA

Como mencionamos, a citologia é um ramo da biologia focado no estudo das estruturas celulares e, por isso, seus conhecimentos são de grande valia para a compreensão do funcionamento de todos os organismos vivos.

Logo, a área é muito importante, porque ajuda a identificar e catalogar os seres vivos com maior facilidade, conhecendo profundamente as unidades fundamentais para a existência e desenvolvimento da vida.

Além disso, seus saberes são indispensáveis para o desenvolvimento da medicina, impactando o desenvolvimento de novos medicamentos e os tratamentos, e gerando mais facilidade para diagnósticos.

A citologia também é uma das precursoras de segmentos modernos muito importantes, como a biotecnologia, por exemplo.

TIPOS DE CÉLULAS

Agora que já conhecemos a teoria celular e sabemos um pouco sobre o estudo da Citologia, que tal aprendermos também sobre os principais tipos de célula?

Esse tipo de conhecimento é fundamental para avançar nos estudos dessa matéria e arrasar nas suas provas!

A biologia é um campo de estudo muito amplo, deste modo ela se organiza em níveis e cada um representa uma área de estudo. Na ordem crescente dos níveis, a citologia ocupa a segunda posição:

Molécula → Célula → Tecido → Órgão → Sistema → Organismo → População → Comunidade → Ecossistema → Biosfera.

Todos os seres vivos possuem no mínimo uma célula, esta por sua vez pode ser definida como uma massa de substância viva limitada por uma membrana que protege o citoplasma e o núcleo.

Elas são divididas em dois tipos: procarióticas e eucarióticas.

Procarióticas são primitivas e possuem uma estrutura simples, os organismos que as abrigam são chamados de procariontes.

O núcleo desse tipo de célula não é individualizado, pois não há cariomembrana; não possuem organelas membranosas e o material nuclear está disperso no citoplasma.

Os organismos que pertencem aos Domínios Bacteria e Archaea (Reino Monera), são procariontes, como as bactérias e as cianobactérias.

Os procariontes são divididos em dois grupos, sobre os quais veremos mais a seguir.

Bactérias

As bactérias podem ser tanto unicelulares (formando colônias) quanto pluricelulares. Elas contam com vários formatos diferentes, incluindo cocos, bacilos, vidriões e espirilos.

Cada um deles tem características únicas.

Esses seres podem viver em vários ambientes, como água doce, salgada, no ar e no solo. Além disso, algumas estão adaptadas a viver em ambientes inóspitos, como é o caso das fendas abissais, e ainda podem parasitar o organismo de outros seres vivos.

As principais estruturas desses seres vivos são:

• parede celular composta por peptidoglicano (peptídeo + carboidrato);
• cápsula, que pode ou não estar presente;
• membrana plasmática composta por lipoproteínas;
• mesossomo (relacionado com a respiração e divisão celular);
• DNA circular (não associado com histonas);
• plasmídeos (pequenas moléculas de DNA dispersas pelo citosol);
• fímbrias (estruturas para conjugação);
• flagelos, que não são criados pelo centríolo;
• É importante salientar que as células procariontes não possuem organelas plasmáticas membranosas, como a mitocôndria.

A reprodução das bactérias pode ser assexuada (por bipartição, cissiparidade ou divisão binária) ou por conjugação. O DNA ainda pode ser transferido por meio de transdução e transformação (DNA oriundo de outras bactérias).

Arqueas

Arqueas são os outros seres procariotos, que estão localizados em um grupo distinto das bactérias.

Eles habitam ambientes de condições extremas e é a partir daí que surgem as suas principais divisões:

• halófilas: habitam locais com elevada salinidade;
• metanogênicas: habitam pântanos e tubo digestório de bovinos (produzem metano por quimiossíntese);
• termoacidofila: habitam locais com altas temperaturas e pH relativamente baixo, como a proximidade de fendas vulcânicas e fontes termais.

Já as células eucarióticas, cujo organismo que as abrigam são chamados de eucariontes, apresentam uma estrutura mais completa se comparada com a anterior.

O núcleo da célula eucariótica é individualizado; o material nuclear é envolvido pela cariomembrana e possuem organelas membranosas.

Todos os organismos pertencentes aos demais reinos de seres são eucariontes, como os animais (Reino Animal, Animalia ou Metazoa), vegetais (Reino Plantae, Reino Vegetal ou  Metaphyta) e os protozoários (Reino Protozoa ou Reino Protista). Os vírus não possuem células, logo não são considerados seres vivos.

Célula animal x Célula vegetal – os animais e vegetais são organismo eucariontes e apresentam poucas diferenças entre suas células que vão além do formato. Por exemplo, as células animais possuem uma organela chamada lisossomos, que é ausente nos vegetais; as células vegetais possuem parede celular e plastos, enquanto a animal não.

PARTES DA CÉLULA

As principais partes da célula eucariótica são: membrana plasmática, citoplasma e núcleo celular.

Membrana plástica – também conhecida como membrana celular é uma película que encobre e protege a célula. A membrana possui uma característica muito importante: a permeabilidade seletiva, que regula a entrada e a saída de substâncias pequenas, bloqueando também a passagem de substâncias grandes.

Citoplasma – região delimitada pela membrana plasmática, onde é encontrado o núcleo e as organelas (estruturas que funcionam como pequenos órgãos da célula).

Existem muitas organelas no citoplasma, as principais são:

Centríolos: pequenas estruturas que participam da divisão celular. Os centríolos também produzem os cílios e os flagelos;

Plastos: estruturas membranosas encontradas apenas nas células vegetais, disponíveis nas células como cloroplastos, leucoplastos e cromoplastos;

Complexo de Golgi: formado por várias unidades (dictiossomos) e apresenta diversas funções como auxílio no processo de excreção da célula e formação dos lisossomos;

Lisossomos: são encontrados apenas nas células animais e exercem a função de digestão celular;

Mitocôndrias: liberam energia necessária para o trabalho celular;

Peroxissomos: liberam enzimas que destroem as moléculas tóxicas;

Retículo endoplasmático liso: formado por membrana lipoproteicas, essa estrutura desenvolve várias funções como facilitação das reações enzimáticas, transporte e armazenamento de substâncias;

Retículo endoplasmático rugoso: desempenha as mesmas funções do retículo liso, além de ser composto por ribossomos;

Ribossomos: produzem as proteínas;

Vacúolos digestivos: resultados da fusão de fagossomos com os lisossomos (fagocitose e pinocitose);

Vacúolos pulsáteis ou contráteis: realizam a osmorregulação (controle das concentrações de sais nas células);

Vacúolos de suco celular ou armazenamento: encontrado geralmente nas células vegetais, essas estruturas saculiformes desempenham funções como armazenamento de substâncias, controle osmótico e manutenção do pH celular.

Núcleo celular – considerado o cérebro da célula, o núcleo geralmente apresenta uma forma esférica e porosa. Também abriga o material genético (DNA) dos organismos unicelulares (uma célula) e multicelulares (mais que uma célula), bem como é o lugar que acontece a reprodução celular.

LIMITES DA CÉLULA

Uma célula viva é um compartimento microscópico, isolado do ambiente por pelo menos uma barreira: a membrana plasmática.

Esta é uma película extremamente fina e delicada, que exerce severa “fiscalização” sobre todas as substâncias e partículas que entram e saem da célula.

Dada a relativa fragilidade da membrana plasmática, a maioria das células apresenta algum tipo de envoltório que dá proteção e suporte físico à membrana.

Entre esses envoltórios destacam-se o glicocálix, presente na maioria das células animais, e a parede celulósica, presente em células de plantas e de algumas algas.

A FRONTEIRA DAS CÉLULAS

Analise da equipe do site SóBiologia. No mundo de hoje, é comum pensarmos em um país como sendo uma porção de terra delimitada espacialmente das demais pela presença de uma fronteira.

Vamos pensar no caso do Brasil. Estamos rodeados de mar em metade do nosso território e, na outra metade, fazemos fronteira terrestre com outros nove países da América do Sul.

Em suas fronteiras, todos os países instalam uma alfândega, que é uma repartição governamental de controle do movimento de entradas e saídas das pessoas e de mercadorias para o exterior ou deles provenientes.

Com as células não é diferente.

Cada uma delas tem uma “área de fronteira”, representada pela membrana plasmática e, nesta área, as células também possuem o seu “posto alfandegário”, as proteínas.

Assim como nas aduanas das fronteiras entre os países, essas proteínas são as responsáveis pelo reconhecimento de substâncias vindas de dentro ou de fora da célula como, por exemplo, hormônios.

O trabalho realizado por uma célula é semelhante ao que acontece em uma fábrica, como a de televisores, por exemplo.

Através de portões, dá-se a entrada de diversos tipos de peças destinadas as linhas de montagem.

Para a fabricação e a montagem dos aparelhos, são necessários energia e operários habilitados.

É preciso, ainda, um setor de embalagem para preparar a expedição do que é produzido e uma diretoria para comandar todo o complexo fabril e manter o relacionamento com o mundo externo.

Tudo dentro dos limites representados pelo muro da fábrica.

A célula possui setores semelhantes aos de uma fábrica. Um limite celular, representado pela membrana plasmática, separa o conteúdo da célula, o citoplasma, do meio externo.

O citoplasma, constituído por organoides e hialoplasma (ou citosol), um material viscoso representa o setor produtivo.

Um núcleo contendo o material genético representa “a diretoria” da célula.

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REFERÊNCIAS

• COC
• Educa mais brasil
• Stoodi
• Só Biologia