ESTRUTURA GERAL DAS CÉLULAS

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Estes materiais didáticos têm a finalidade de contribuir com a aprendizagem em Ciências e Biologia. Embora disponibilizados para a aplicação, continuam em um  processo sujeito à mudanças para atender melhor  a comunidade alvo. A participação dos usuários com sugestões para melhoria destes trabalhos é essencial. Portanto, a sua contribuição é desejável e bem-vinda.

Contatos:     nuepe1.ufpr@gmail.com   e    ruths@ufpr.br

Autores: Claudia Daniela Cavichiolo, Ruth Janice Guse Schadeck, Márcia Helena Mendonça

 Revisão e didática: Mateus Chicarelli Diana Duarte, Laura de Lannoy, Carla Toncovitch

Contato

nuepe1.ufpr@gmail.com

Alguns dos vídeos  dos links estão em inglês. Como o objetivo da visualização destes vídeos é contemplação da beleza dos seres vivos, sugerimos que  seja assistido sem som. Da mesma forma, alguns links direcionam para imagens de células obtidas através de microscopias de alta tecnologia com legendas e explicações em inglês. Neste caso sugerimos que  sejam analisadas pelo seu conteúdo visual e pelas informações  descritas no texto da tela  e que se ignore os textos anexos em inglês.

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Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Eukaryota_diversity_2.jpg Licença Creative Commons : Atribuição-CompartilhaIgual (CC BY-SA 2

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Eukaryota_diversity_2.jpg.
Licença Creative Commons CC BY-SA

 

Os seres vivos são belos!

E são todos formados por células!

 

Veja alguns deles no nosso mundo maravilhoso!

 Quais são os tipos de células que existem?

Existem dois grandes tipos celulares: células eucarióticas e procarióticas. As células eucarióticas apresentam núcleo contendo o DNA, possuem uma estrutura mais complexa e são maiores que as células procarióticas. As células procarióticas são mais simples e o DNA está em contato direto com o citoplasma. Veja na figura abaixo. Além destas existem muitas outras diferença que você verá  na sequência.

Comparação entre células procarióticas e eucarióticas. Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

Comparação entre células procarióticas e eucarióticas. Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

Quantas células têm em um organismo?

Existem organismos formados por apenas uma célula e são conhecidos como unicelulares como a  giardia, um parasita intestinal (na figura acessada pelo link as regões azuis correspondem aos núcleos, o citoplasma está em vermelho e os filamentos que se projetam dele são os flagelos; nesta figura são observadas cinco giardias); o paramécio, um protozoário de vida livre (na figura acessada pelo link verifica-se os cílios recobrindo a sua superfície, o citoplasma repleto de granulações,  que são as organelas e  o núcleo, que aparece como uma região maior ovalada; observe que a presença de duas estruturas na forma de uma flor.  São  os vacúolos contráteis, específicos do paramécio, e tem a função de eliminar o excesso de água a da célula);   e algas unicelulares. Já organismos pluricelulares são formados por muitas células, como animais e plantas.

Observe alguns protistas,   organismos unicelulares, em movimento!

 

  Como as células eucarióticas estão organizadas?

Paramecium com vacúolos digestivos (setas|)

Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

Para entendermos a estrutura de uma célula eucariótica usaremos o paramécio, um protozoário, que você acabou de ver em foto e em vídeo.  É um organismo  heterótrofo, ou seja, não produz o próprio alimento, vastamente distribuído na natureza e facilmente encontrado em lagos e águas paradas. Ele se alimenta pelo englobamento de materiais extracelulares   que acontece em regiões especializadas da membrana. Este processo é chamado de fagocitose.

Clique  aqui para ver  o paramécio realizando a fagocitose! Preste atenção na formação de uma vesícula aproximadamente no meio da célula, a qual é liberada para o interior celular. É dessa forma que os alimentos entram no paramécio. Na sequência , através de vários processos, estes alimentos serão digeridos e utilizados pela célula.

 Este protozoário  pode ser observado ao microscópio de luz, sem nenhum preparo especial.  Ele se movimenta em meio líquido graças aos cílios que recobrem sua superfíciePeça ao seu  professor para observar o paramécio vivo ao microscópio! Você vai gostar! A metodologia se encontra no texto didático completo ao final desta página. MAS, ATENÇÃO! ESTA ATIVIDADE DEVE SER REALIZADA SOMENTE SOB  SUPERVISÃO E JUNTO COM O PROFESSOR!

Quer saber como se obtém o paramécio? Clique aqui

Agora que já conhecemos um pouco do paramécio vamos usá-lo como modelo para entendermos a organização das células. Confira no vídeo abaixo!  

video estrutura das celulas

Vídeo – Estrutura das células. Clique na imagem para acessar o vídeo.

Leia aqui a descrição do vídeo“estrutura das células”

Qual é a estrutura celular do paramécio?

O paramécio, como qualquer célula eucariótica, apresenta núcleo delimitado pelo envoltório nuclear (antigamente chamado carioteca), membrana plasmática e citoplasma. Importante destacar que a membrana plasmática neste organismo é continua ao redor de projeções celulares denominadas cílios. Analise a figura abaixo que mostra estes componentes no paramécio que você acabou de observar ao microscópio ou em vídeo.

 Paramecium célula eucariótica

IMPORTANTE! O citoplasma de todas as células é repleto de organelas. Os desenhos que você vê em materiais didáticos  são simplificados para facilitar a compreensão e não representam o número de organelas presentes em uma célula.

Confira aqui!

Membrana plasmática

A membrana plasmática é uma película formada por lipídios e proteínas que envolve o citoplasma, separando a célula do ambiente externo e regulando as substâncias que nela entram e saem. ISTO FAZ COM QUE ELA TENHA PERMEABILIDADE SELETIVA exemplificada  nas figuras.

Permeabilidade seletiva da membrana

Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

Em síntese, a membrana plasmática permite e entrada e a saída de moléculas necessárias para o funcionamento celular, impede a saída de moléculas que necessitam permanecer no interior celular, bem como não permite e entrada de moléculas desnecessárias ou que em um dado momento não sejam úteis para a célula.

 

Transporte através de membrana

Estrutura da membrana plasmática. Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

A permeabilidade seletiva deve-se a composição química da membrana, que é formada por uma película de lipídeos especiais na qual se inserem proteínas. Poucas moléculas conseguem atravessar pelos lipídeos. Podemos fazer um analogia das  proteínas com portas.  Para cada tipo de molécula existe uma proteína transportadora específica, ou seja  uma  porta de   que só permite a passagem de tipo de molécula. Entram e saem das células centenas de tipos diferentes de moléculas. Para cada tipo de molécula  existe pelo menos uma proteína transportadora específica, a qual estar em muitas cópias na membrana.

Imagine quantidade de proteínas transportadoras que  existem em uma membrana plasmática! 

No caso do paramécio a membrana plasmática é contínua ao redor dos cílios,prolongamentos semelhantes a dedos de luva, responsáveis pela locomoção deste protozoário. Muitos outros protozoários também são ciliados.

Clique aqui para ver o movimento dos cílios!

Importante! A maioria das células não possui cílios na sua superfície. As superfícies celulares podem ser  lisas,   como a do eritrócito, ou apresentarem projeções celulares que podem ser diferentes de cílios como o linfócito, além de ondulações, como no  neutrófilo, dentre outros relevos.

Núcleo celular

As células eucarióticas apresentam o núcleo delimitado pelo envoltório nuclear,  formado por duas membranas.  Em vários pontos estas membranas se fundem formando poros altamente especializados  pelos quais acontece o transporte de moléculas entre o núcleo e o citoplasma. Observe  a figura abaixo. No interior do núcleo está o DNA, que é o material genético de todas as células. Mas o DNA não está sozinho! Está associado com proteínas formando filamentos de diferentes espessuras. O núcleo é preenchido com esses filamentos,  chamados filamentos de cromatina, que constituem os cromossomos. Quando a célula se divide estes filamento condensam e torna-se  possível observar os cromossomos individualizados. No interior do núcleo também se observa uma estrutura denominada nucléolo, onde os ribossomos da célula são formados

núcleo

Estrutura do núcleo. Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

E as células dos animais? Como são elas?

As  células animais,  apresentam as mesmas estruturas básicas observadas em nosso modelo de organismo unicelular, o paramécio, visto anteriormente: membrana plasmática,  citoplasma e núcleo. Veja a figura:

Célula eucariótica animal

Observe as organelas, que são estruturas também  delimitadas por membrana. Veja que o citoplasma está repleto delas. Veja essas estruturas  no link abaixo de um plasmócito* observado através de microscopia eletrônica.

*O plasmócito é uma célula produtora  de anticorpos, fundamentais para a defesa dos animais.

Acesse aqui  uma imagem em microscopia eletrônica de um plasmócito!

Este tipo de microscopia produz imagens em tons de cinza.  Como você pode ver,   todos os espaços do citoplasma  apresentam tons de cinza. Portanto, o citoplasma  é preenchido com as organelas, ribossomos e   proteínas citoplasmáticas. A estrutura maior arredondada no centro da célula  é o núcleo.  Observe que ele apresenta regiões mais escuras e regiões mais claras, ambas correspondendo à cromatina. Chama a atenção o citoplasma preenchido  com grande quantidade de retículo endoplasmático rugoso.

 Afinal, o que são as organelas?

São componentes celulares muito pequenos localizados no citoplasma.  As organelas apresentam vários formatos como esferas, sacos achatados e  túbulos, além  de outros  que podem ser muito complexos.  São estruturas delimitadas por membrana e no seu  interior acontecem   milhares de reações  para realizar a respiração celular, digestão intracelular, síntese de compostos, secreção de substâncias, entre outras. A  sua saliva, por exemplo,  é sintetizada por um número imenso de reações químicas complexas que  acontecem dentro  de organelas.

CLIQUE  NA FIGURA ABAIXO,  CONHEÇA AS ORGANELAS E  …DIVIRTA-SE!

Cel 3D

 Citoplasma: citosol e organelas

Citoplasma é todo conteúdo existente entre o núcleo e a membrana plasmática. É formado por um  líquido denominado  citosol que, próximo à membrana torna-se mais gelatinoso,  de organelas membranosas,  ribossomos e outros grânulos como os de armazenamento de substâncias nutritivas.

As células animais são iguais?

Existem muitos de tipos de células.  Apesar das diferentes funções que as células desempenham, todas as células animais apresentam as estruturas discutidas nos parágrafos anteriores. Entretanto, a forma das células, o número de cada um dos tipos de organelas e como se arranjam no interior celular variam de uma célula para outra. Além disso , dependendo da função da célula, ela pode apresentar outras organelas que não existem em outras células.Veja abaixo algumas células animais!

Neurônios  – células nervosas.                Queratinócitos em cultura –  um tipo de célula da pele.    Macrófagos – uma célula de defesa.    Linfócitos  (células em azuis) atacando uma célula cancerígena (amarelo escuro)

Quer saber mais sobre os tipos de células amimais? Clique aqui!

As células animais agrupadas formam os chamados tecidos animais tecidos (epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso) que, em conjunto, formam órgãos. A formação dos tecidos é semelhante à construção de uma parede de tijolos. Cada tijolo representa uma célula. Existem tecidos nos quais as células estão muito juntas, firmemente aderidas umas as outras. Em outros as células estão mais distantes, mas aderidas a uma matriz entre elas. Por analogia com a parede de tijolos, a matriz representa o cimento o qual está em grande quantidade entre elas. Em alguns casos, como no sangue, as células do sangue estão imersas em uma fração líquida e não aprestam ligações entre elas. Veja isso melhor em um vídeo que mostra os eritrócitos se movimentando no sangue.

 Os tecidos formam os órgãos. Os conjunto de órgãos que desempenham uma atividade em comum formam sistemas. Por exemplo, o conjunto de boca, esôfago, estômago, intestinos, pâncreas, fígado e vesícula biliar formam o sistema digestório.

E as células vegetais?

Como são elas?

CÉLULA VEGETAL possui as mesmas estruturas da CÉLULA ANIMAL,  com exceção dos centríolos. Além disso, apresenta parede celular, cloroplastos e vacúolos, estruturas ausentes em células animais.

Célula vegetal

Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

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O Cloroplasto

É uma organela essencial para que os vegetais realizem a fotossíntese. Devido a esse processo eles são considerados seres autótrofos, ou seja, produzem o próprio alimento. Apresenta um pigmento verde que confere cor as folhas e caules, a clorofila. Este pigmento é poderoso! Consegue absorver “pacotes de energia da luz solar”, denominados fótons, e transferi-los para moléculas orgânicas, como os açúcares, em um processo chamado de fotossíntese.  Os animais se alimentam destas moléculas (por exemplo o pão é formado por amido que é formado por glicose que foi formada na fotossíntese) e extraem a energia  contida nelas para o funcionamento de suas células. Sem os cloroplastos e a fotossíntese não teríamos condições de vida na terra.

Vacúolos

Vacúolos são organelas que podem apresentar diferentes funções, dependendo da célula e do vegetal. São capazes de armazenar substâncias, como nutrientes e pigmentos e desempenhar funções digestivas semelhante a dos lisossomos de células animais, dentre outras.

A parede celular

Sua principal função é conferir resistência e proteção celular. Graças a ela, as células vegetais podem ficar expostas à água e não se rompem.  É formada por celulose, um polímero de glicose que não é digerido nos animais. Graças a isso constituem as fibras dos alimentos, fundamentais para o bom funcionamento do intestino.

As células vegetais, além de serem essenciais para vida no planeta,  formam  organismos belíssimos, que nos proporcionam  uma variedade de emoções agradáveis.  

Confira! Clique aqui!

 

Células procarióticas

São as bactérias e estão disseminadas no solo, na água, no ar, nas rochas, associados a organismos pluricelulares. Enfim, em todos os ambientes e organismos terrestres. Recobrem nossa pele, acumulam-se nas dobras, estão presentes nas fossas nasais, gengivas, entre os dentes e no intestino e muito mais. São muito pequenas e devido a isso são melhor observadas ao microscópio eletrônico  como mostrado na figura abaixo.

Escherichia coli MEV

Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior

As células procarióticas apresentam as estruturas básicas de qualquer célula: material genético, membrana plasmática e citoplasma com ribossomos mas  não apresentam organelas de uma célula eucariótica.  Além desses componentes também apresentam parede celular, com exceção de um tipo de bactéria muito pequena denominada micoplasma.

As bactérias são muito menores e mais simples que as células eucarióticas. Compare o tamanho delas com um neutrófilo, células de defesa do sangue que destroem as bactérias que podem causar doenças e, dessa forma, protegem o nosso organismo.

Vídeo bacteria

Neutrófilo perseguindo uma bactéria. Este vídeo é um clássico, antigo, produzido em 16mm no ano de 1950 por David Rogers da Vanderbilt University, USA. Tem sido extensivamente usado ao longo da história da biologia celular. Vídeo um clássico, antigo, produzido em 16mm no ano de 1950 por David Rogers da Vanderbilt University, USA. Tem sido extensivamente usado ao longo da história da biologia celular.

Clique aqui e veja  também  o vídeo em maior resolução.

Vaja a figura abaixo comparando o tamanho de uma bactéria com parte de um paramécio!

Bactérias

Detalhamento dos  principais constituintes das bactérias.

O material genético, o DNA, é organizado no nucleóide

O cromossomo bacteriano é formado por DNA circular. No interior da célula bacteriana ele se enrola sobre si mesmo e se associa a proteínas específicas formando uma região chamada nucleóide, sem membrana ao seu redor, em contato direto com o citoplasma. O DNA das células procarióticas tem as mesmas funções das células eucarióticas, ou seja, armazenar a informação genética.

Membrana plasmática

Além de desempenhar as funções de  delimitação celular e permeabilidade seletiva, como em qualquer célula, a  membrana plasmática  nas bactérias também é responsável por importantes reações bioquímicas relacionadas ao fornecimento de energia para a célula.

Parede celular

 Protege a célula e é responsável pelo seu formato.

Citoplasma

Formado pelo citosol e ribossomos.

Atenção!A célula bacteriana não apresenta nenhuma das organelas presentes nas célula eucarióticas!

As estruturas descritas acima estão presentes em todas as células procarióticas. Mas, dependendo do tipo de bactéria, outras estruturas como flagelos, fímbrias e cápsula são observados. Veja na figura abaixo uma representação de uma bactéria que apresenta todas as estruturas.

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Atribuição – Mariana Ruiz
Obra de domínio público. Clique na imagem para visualizá-la em tamanho maior.

 Para que serve a cápsula?

A cápsula é uma substância gelatinosa que recobre a parede celular que algumas bactérias apresentam e tem importante função na adesão, dentre outras. Quando não se escova os dentes de maneira correta as bactérias se multiplicam rapidamente e se aderem umas as outras através das suas cápsulas formando a placa.

Veja a placa bacteriana! Veja o que ela pode causar!

Placa e carie

Para prevenir e eliminar a placa bacteriana é necessário usar o fio dental e realizar a escovação. Ao escovar os dentes as bactérias são varridas e os dentes permanecem limpos. É necessário também escovar a língua e a as bochechas para evitar o mau-hálito. Uma boa higiene bucal assegura também melhores condições de saúde para todo o corpo.

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PARA SABER MAIS SOBRE CÉLULAS ACESSE O TEXTO COMPLETO Estrutura das células eucarióticas e procarióticas