Anatomia e Fisiologia I

Células são a base da vida – a unidade estrutural básica dos seres vivos. Moléculas como a água e aminoácidos não estão vivas, mas as células estão! Toda vida é composta de células de um ou outro tipo.

Uma das marcas dos sistemas vivos é a capacidade de manter a homeostase, ou um estado interno relativamente constante. A célula é o primeiro nível de complexidade capaz de manter a homeostase, e é a estrutura única da célula que permite esta função crítica.

Nesta seção do curso, você aprenderá sobre a célula e todas as partes que a tornam funcional. Você também irá focar na membrana da célula, que é a estrutura que envolve a célula e separa seu ambiente interno do ambiente externo. É um componente crítico porque controla o que pode entrar e sair da célula. Esta seção também irá descrever como as células se reproduzem para manter a homeostase.

A teoria celular atual diz que:

1. Todos os seres vivos conhecidos são compostos de uma ou mais células.
2. Todas as novas células são criadas por células pré-existentes dividindo-se em duas.
3. A célula é a unidade mais básica de estrutura e função em todos os organismos vivos.

Os teóricos das células modernas afirmam que todas as funções essenciais à vida ocorrem dentro da célula; e que, durante a divisão celular, a célula contém e transmite à geração seguinte as informações necessárias para conduzir e regular o funcionamento da célula.

Vamos começar o nosso estudo da célula investigando a anatomia básica de uma célula animal. Cada célula consiste em três componentes mostrados na imagem acima.

1. Uma membrana celular que envolve e protege a célula
2. O citoplasma que é o interior aquoso da célula que contém iões, proteínas e organelas
3. Organelas que realizam todas as actividades necessárias para a célula viver, crescer e reproduzir

Com o corpo, as células representam um nível de organização entre organelas e tecidos. As organelas, por sua vez, são constituídas por macromoléculas especializadas e os tecidos são colecções de células especializadas. Cérebro, rim, fígado, músculo e tecidos pulmonares diferem um do outro devido à estrutura e função das células que os constituem. Assim, as células que compõem cada tipo de tecido variam em forma, tamanho e estrutura interna para permitir sua função fisiológica específica dentro do tecido. Um conceito importante a ter em mente ao estudar anatomia e fisiologia é que a estrutura determina a função. Quando você olha para a forma de uma célula, ela lhe dá uma pista sobre sua função.

Observe as células abaixo e pense em como a forma é necessária para o seu papel. Veja se consegue combinar a célula com a sua função.

Organelles

Cada processo celular é realizado num local específico da célula, muitas vezes localizado dentro ou à volta de uma organela. Pense em uma organela como um nível de organização entre as macromoléculas e a célula. As organelas realizam tarefas especializadas dentro da célula, localizando funções como a replicação, produção de energia, síntese de proteínas e processamento de alimentos e resíduos. As várias células diferem na disposição e número de organelas, assim como estruturalmente, dando origem às centenas de tipos de células encontradas no corpo.

O foco desta seção é entender as organelas da célula, como elas interagem entre si, e como funcionam durante o transporte, crescimento e divisão na célula. Você aprenderá sobre o ambiente químico controlado que uma célula mantém e que restrições isso coloca sobre os tipos de reações químicas que ela pode realizar. Este histórico é vital para entender processos chave, como como uma célula libera energia da glicose, faz e dobra proteínas, e passa por crescimento e divisão celular.

Pense em uma cidade e os vários trabalhos dentro de uma cidade. Uma célula é semelhante com cada organela servindo um propósito específico. Há organelas cujo trabalho é dar forma e estrutura à célula, muito parecido com as ruas e pontes da cidade. Estas organelas ricas em proteínas incluem filamentos intermediários, microtubos e microfilamentos. Algumas delas realmente movem outras organelas ao redor da célula ou mudam a forma da célula. Quando uma célula muscular se contrai ou encurta, ela o faz pelos microfilamentos formados pelas proteínas actina e miosina. Uma organela especial composta de microtúbulos está localizada numa área perto do núcleo, o centrossoma. O centrossoma contém um par chamado de feixes de microtubulares conhecidos como centríolos. Os centríolos são importantes porque movem cromossomas para extremos opostos da célula durante a mitose de replicação celular denominada mitose. Os neurônios não possuem centríolos e não podem replicar.

Outras organelas ajudam a sintetizar as proteínas necessárias para a célula. Estas fábricas de proteínas são chamadas ribossomos. Elas podem ser espalhadas dentro da célula ou ligadas a um sistema de canal de membrana chamado retículo endoplasmático ou ER. Quando o ER tem ribossomas ligados a ele, é chamado de ER rugoso (os ribossomas dão-lhe uma aparência rugosa ou granulosa). Quando o RE não tem ribossomas, é denominado RE suave e funciona para a síntese lipídica e armazenamento de toxinas. Quando uma proteína é fabricada deve ser dobrada em uma forma específica para funcionar. Muitas vezes devem ser fixadas cadeias laterais adicionais de carboidratos. A proteína é processada nas ER rugosas. Uma vez formada, ela entra no aparelho golgi que é a planta distribuidora da célula. Ela completa qualquer processamento de proteína e depois a embala em uma vesícula para ser transportada até o seu destino. Algumas proteínas são necessárias na membrana celular e as vesículas asseguram que chegam à membrana. O aparelho golgi também faz um tipo especial de vesícula chamada lisossoma. O lisossoma é o homem do lixo da célula. Ele recolhe os detritos e resíduos celulares e destrói-os. O lisossoma contém enzimas hidrolíticas muito poderosas para conseguir isto. É muito importante que as enzimas permaneçam no lisossoma ou elas destruiriam a célula.

A central elétrica da célula é a mitocôndria. Esta organela gera o ATP ou energia para a célula. Mitocôndrias têm até seu próprio DNA chamado de DNA mitocondrial (mDNA) e podem se replicar.

Finalmente existe o controlador da célula. Este é o núcleo. Nem todas as células têm um núcleo e são chamadas de anucleadas. Se você olhar para a imagem das células vermelhas, você verá um ponto branco no centro da célula – que é onde o núcleo costumava estar. O núcleo é ejectado quando eles amadurecem. Algumas células têm mais do que um núcleo e são chamadas de multinucleadas. As células musculares esqueléticas são células muito grandes e são multinucleadas. O núcleo contém o DNA da célula e do nucléolo. O nucléolo é uma organela que faz ribossomos. O ADN é o seu código genético. Ele contém os genes que contêm as instruções para fazer todas as proteínas do seu corpo. O núcleo é rodeado pela sua própria membrana com minúsculos buracos chamados poros nucleares. A membrana é chamada de membrana nuclear ou envelope nuclear.

O diagrama interativo abaixo mostra um desenho de uma célula eucariótica. Os componentes da célula na lista ligam a imagens que destacam essas mesmas estruturas em uma célula viva.