A célula – Uma introdução

Membrana plasmática (celular)

Citoplasma

O meio semi-sólido que mantém as organelas suspensas e os nutrientes dissolvidos dentro do ambiente celular interno é o citoplasma. Além das organelas, o citoplasma contém ainda microfilamentos, microtúbulos e grânulos secretores.
Os microfilamentos e microtúbulos são uma parte da arquitetura celular que auxilia na manutenção da estrutura da célula (citoesqueleto) e possuem um papel na replicação celular. Eles contribuem ainda para a formação dos cílios e flagelos em algumas linhagens celulares que requerem mobilidade.

Ribossomos (Ribossomas)

Para que as células cresçam e se repliquem, elas devem produzir os blocos de construção necessários para atingir tais feitos. Além disso, algumas células – como as células β do pâncreas – produzem hormônios (hormonas) baseados em proteínas que ajudam a manter a homeostase. Esse processo é realizado pelos ribossomos (ribossomas). Ribossomos (ribossomas) são moléculas complexas baseadas em ácido ribonucleico (ácido ribonucleico-ribossomal; r-RNA), que são responsáveis pela tradução de sequências de códigos do RNA mensageiro (m-RNA) em proteínas. Eles são constituídos por uma subunidade pequena e uma subunidade grande que se coordenam para traduzir a banda de m-RNA. Alguns ribossomos (ribossomas) são ligados à membrana, enquanto outros flutuam livremente no citoplasma. Enquanto os ribossomos (ribossomas) livres sintetizam proteínas que serão utilizadas dentro da célula, as proteínas sintetizadas pelos ribossomos (ribossomas) ligados à membrana serão exportadas.

Retículo endoplasmático

Existem grupos de sacos e vesículas que formam cisternas (túbulos) dentro do citoplasma. Estas estruturas formam o retículo endoplasmático. Existem dois tipos de retículos endoplasmáticos: um que possui ribossomos (ribossomas) ligados à sua superfície – retículo endoplasmático rugoso (RER) e outro que não possui ribossomos (ribossomas) – retículo endoplasmático liso (REL).

Outra propriedade distinta entre os retículos endoplasmáticos lisos e rugosos é que os retículos endoplasmáticos rugosos são uma extensão da membrana nuclear, enquanto os retículos endoplasmáticos lisos podem ser tanto uma coleção independente de sacos ou uma continuação do retículo endoplasmático rugoso. Conforme mencionado anteriormente, o retículo endoplasmático rugoso armazena proteínas que foram sintetizadas pelos ribossomos (ribossomas) em sua superfície. Em contraste, o retículo endoplasmático liso sintetiza fosfolipídios (fosfolípidos), esteróides e lipídios (lípidos), que serão subsequentemente utilizados na síntese de hormônios (hormonas) baseados em esteróides.

Aparelho de Golgi

Nomeado em homenagem ao cientista italiano que o descobriu em 1898, Camillio Golgi, essa organela existe dentro do citoplasma como um centro de armazenamento de proteínas que serão distribuídas para outros locais. O aparelho de Golgi (também chamado de complexo de Golgi ou corpo de Golgi) é estruturalmente subdividido em um componente cis e um trans. O primeiro representa vesículas achatadas do retículo endoplasmático que se fundem para formar cisternas. O aspecto trans da estrutura é a região da qual as vesículas se desprendem para se fundir a outras vesículas, lisossomos (lisossomas) ou à superfície celular (para sofrerem exocitose).

Vesículas e lisossomos (lisossomas)

Algumas proteínas sintetizadas dentro da célula são utilizadas pela célula, enquanto outras serão exportadas para outras áreas do corpo. Para prevenir que esses produtos sejam ativados e interajam de maneira não intencional com a célula de origem, eles são armazenados em sacos envoltos de membranas chamados de vesículas. Existem três tipos básicos de vesículas: exocíticas, lisossomais e vesículas secretoras.

As vesículas exocíticas contém proteínas que serão expelidas da célula via exocitose. Isso ocorre quando as vesículas se fundem à membrana citoplasmática e expelem seu conteúdo para o espaço extracelular. Por exemplo, a liberação de anticorpos de células B ativadas durante a resposta imunológica humoral.

Proteínas armazenadas em vesículas secretoras também serão liberadas para o meio extracelular, mas necessitam de um estímulo; a liberação de acetilcolina (ACh) dos telodendritos dos neurônios na fenda sináptica, seguido de estimulação por um potencial de ação.

Por outro lado, proteases são enzimas desenhadas para digerir proteínas. Essas são proteínas especiais que estão envolvidas na degradação celular de uma maneira apoptótica (morte celular programada), ou como parte do mecanismo de defesa contra patógenos invasivos. Em ambos os casos, essas enzimas são armazenadas nos lisossomos (lisossomas) para liberação subsequente. Quando há uma organela, célula ou microorganismo a ser digerido, uma vesícula se forma ao redor da substância a ser dissolvida e subsequentemente se funde ao lisossoma. Isso é realizado para prevenir dano colateral a outras estruturas citoplasmáticas.

Mitocôndria

Frequentemente chamadas de “gerador” da célula, a mitocôndria é uma estrutura alongada, de dupla membrana, com numerosos cristais (cristas) dentro de sua membrana interna. Adicionalmente às proteínas ATP sintetase ligadas à membrana que facilitam a produção de ATP, as mitocôndrias são as únicas organelas que contêm seu próprio DNA e são, por isso, capazes de replicação.

A membrana externa que envolve toda a organela é equipada com proteínas priônicas que permitem a absorção seletiva por tamanho de algumas substâncias. A membrana interna também possui proteínas específicas, como a ATP sintetase (sintetiza ATP), citocromo C (realiza as reações de oxidação-redução) e proteínas de transporte (para absorção seletiva de material para o interior da matriz mitocondrial). Os constituintes do espaço intermembranoso (entre a membrana interna e a externa) são muito semelhantes aos do citoplasma da célula.

A matriz é o local onde o ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs – processo de formação do ATP) ocorre. O número de mitocôndrias encontrado em uma célula em particular depende de sua função. Por exemplo, miócitos cardíacos possuem mais mitocôndrias que células epiteliais da pele, porque eles precisam de mais ATP para torná-los resistentes à fadiga.

Núcleo

Essa é a maior estrutura dentro da célula. Ela é circunscrita pelo envelope nuclear e contém um nucléolo, matriz e, mais importante, o material genético hereditário conhecido como ácido desoxirribonucleico (DNA). Existem aproximadamente dois metros de material genético microscópico dentro de cada célula. Esse imenso volume de DNA é mantido no interior da célula por se comprimir ao redor de histonas (andaimes proteicos), que são subsequentemente empilhados como cromossomos (cromossomas). Entretanto, o DNA somente existe como cromossomos (cromossomas) durante os estágios ativos da divisão celular. Quando a célula está na fase de crescimento, o DNA assume a forma de eucromatina ou heterocromatina. DNA que leva a forma eucromática é geralmente mais frequentemente transcrito e expresso pela célula.

Dentro do núcleo existe uma região única conhecida como nucléolo. Essa é uma área onde o DNA que codifica o RNA ribossomal (ou repetições tandem) é encontrado. A sua função primária é fabricar e assimilar o r-RNA que será exportado para o citoplasma para transcrever m-RNA.

Envelope nuclear

Existe outra membrana seletivamente permeável que separa o citoplasma da matriz nuclear. Essa estrutura é conhecida como envelope nuclear; como a membrana plasmática, ela também é constituída de uma dupla camada lipídica. É uma estrutura de dupla camada que envolve o nucléolo e a cromatina no interior da matriz nuclear. O envelope nuclear é contínuo com o retículo endoplasmático rugoso.

Em algumas áreas do envelope as camadas interna e externa se fundem, formando aberturas conhecidas como poros nucleares. Os poros nucleares não somente permitem que nucleotídeos e outros materiais entrem no núcleo, mas também permitem que o m-RNA saia do núcleo para tradução no citoplasma.

Diferenças entre células animais e células vegetais

Para completar, deve ser notado que células animais não são o único tipo de célula eucariótica que existe. Células vegetais também são eucarióticas e possuem componentes que são semelhantes aos das células animais. Contudo, existem algumas diferenças significativas. Enquanto as células animais são mais irregulares em sua forma, as células vegetais possuem frequentemente uma forma retangular fixa. Essa forma fixa é facilitada pela parede celular rígida baseada em celulose que circunda a membrana plasmática da célula vegetal; que também é ausente nas células animais.

Além de possuir mitocôndrias para produzir ATP, células vegetais também possuem cloroplastos. Essas estruturas permitem que as plantas utilizem a energia ultravioleta no processo de fotossíntese para produzir seu próprio alimento. Finalmente, enquanto uma ampla variedade de células animais podem estar equipadas com cílios, essas estruturas são normalmente ausentes na maior parte de células vegetais.