Definição de células
As células são a unidade básica da vida. No mundo moderno, eles são o mundo menor conhecido que desempenha todas as funções da vida. Todos os organismos vivos são células únicas ou são organismos multicelulares compostos por muitas células que trabalham juntas.
As células são a menor unidade conhecida que pode realizar todas essas funções. As características definidas que permitem que uma célula desempenhe estas funções inclua:
- Uma membrana celular que mantém as reações químicas da vida unidas.
- Pelo menos um cromossomo, composto por material genético que contém as “plantas” e o “software” da célula.
- Citoplasma – O fluido dentro da célula, no qual ocorrem os processos químicos da vida.
Abaixo, discutiremos as funções que as células devem cumprir para facilitar a vida e como elas cumprem essas funções.
Função das células
Os cientistas definem sete funções que devem ser cumpridas por um organismo vivo. Estes são:
É a biologia das células que permite que os seres vivos desempenhem todas essas funções. Abaixo, discutimos como eles tornam possível as funções da vida.
Como as células funcionam
Para realizá -los, eles devem ter:
- Uma membrana celular que separa o interior da célula do lado de fora. Ao concentrar as reações químicas da vida dentro de uma pequena área dentro de uma membrana, as células permitem que as reações da vida prossigam muito mais rápido do que o faria.
- Material genético capaz de transmitir características para os filhos da célula. Para se reproduzir, os organismos devem garantir que seus filhos tenham todas as informações de que precisam para poder desempenhar todas as funções da vida. Todas as células modernas realizam isso usando DNA, cujas propriedades de emparelhamento de base permitem que as células façam cópias precisas de A “Blueprints” e o “sistema operacional de uma célula”. Alguns cientistas pensam que as primeiras células podem ter usado o RNA.
- Proteínas que realizam uma ampla variedade de funções estruturais, metabólicas e reprodutivas. Existem inúmeras funções diferentes que as células devem executar para obter energia e reproduzir. Dependendo da célula, exemplos dessas funções podem incluir fotossíntese, quebrar o açúcar, locomoção, copiar seu próprio DNA, permitindo que certas substâncias passem pela membrana celular enquanto mantêm os outros de fora, etc. As proteínas são feitas de aminoácidos, que são como como Os “Legos” da bioquímica. Os aminoácidos vêm em tamanhos diferentes, formas diferentes e com propriedades diferentes, como polaridade, carga iônica e hidrofobicidade. Ao montar aminoácidos com base nas instruções em seu material genético, as células podem criar máquinas bioquímicas para desempenhar quase qualquer função. Alguns cientistas pensam que as primeiras células podem ter usado o RNA para realizar algumas funções vitais e depois se moveu para aminoácidos muito mais versáteis para fazer o trabalho como resultado de uma mutação.
Os diferentes tipos de células que discutiremos abaixo têm diferentes maneiras de realizar essas funções.
Tipos de células
Devido aos milhões de diversas espécies de vida na Terra, que crescem e mudam gradualmente ao longo do tempo, existem inúmeras diferenças entre os inúmeros tipos existentes de células.
No entanto, aqui examinaremos os dois principais tipos de células e duas subcategorias importantes de cada uma.
Procariontes
Os procariontes são os mais simples e mais antigos dos dois principais tipos de células. Os procariontes são organismos unicelulares. Bactérias e arquebactérias são exemplos de células procarióticas.
As células procarióticas têm uma membrana celular e uma ou mais camadas de proteção adicional do ambiente externo. Muitos procariontes têm uma membrana celular feita de fosfolipídios, cercados por uma parede celular feita de açúcar rígido. A parede celular pode ser cercada por outra “cápsula” espessa feita de açúcares.
Muitas células procarióticas também têm cílios, caudas ou outras maneiras pelas quais a célula pode controlar seu movimento.
Essas características, bem como a parede e a cápsula celular, refletem o fato de que as células procarióticas estão indo sozinhas no ambiente. Eles não fazem parte de um organismo multicelular, que pode ter camadas inteiras de células dedicadas a proteger outras células do meio ambiente ou a criar movimento.
As células procarióticas têm um único cromossomo que contém todo o material hereditário essencial da célula e instruções operacionais. Esse cromossomo único é geralmente redondo. Não há núcleo, ou quaisquer outras membranas internas ou organelas. O cromossomo apenas flutua no citoplasma da célula.
Traços e informações genéticos adicionais podem estar contidos em outras unidades genéticas dentro do citoplasma, chamadas de “plasmídeos”, mas esses são geralmente genes que são passados por procariontes, pelo processo de “transferência horizontal de genes”, que é quando uma célula dá material genético para outro. Os plasmídeos contêm DNA não essencial que a célula pode viver sem, e que não é necessariamente transmitido para os filhos.
Quando uma célula procariótica está pronta para se reproduzir, ela faz uma cópia de seu único cromossomo. Em seguida, a célula se divide pela metade, distribuindo uma cópia de seu cromossomo e uma variedade aleatória de plasmídeos para cada célula filha.
Existem dois principais tipos de procariontes conhecidos pelos cientistas até o momento: arquebactérias, que são uma linhagem muito antiga da vida com algumas diferenças bioquímicas de bactérias e eucariotos e bactérias, às vezes chamadas de “eubactérias” ou “verdadeiras bactérias” para diferenciá -las Arquebactérias.
Pensa -se que as bactérias são mais descendentes “modernos” de arquebactérias.
Ambas as famílias têm “bactérias” em nome, porque as diferenças entre elas não foram entendidas antes da invenção das técnicas modernas de análise bioquímica e genética.
Quando os cientistas começaram a examinar a bioquímica e a genética dos procariontes em detalhes, descobriram esses dois grupos muito diferentes, que provavelmente têm relacionamentos diferentes com eucariotos e diferentes histórias evolutivas!
Alguns cientistas pensam que eucariotos como os seres humanos estão mais intimamente relacionados às bactérias, uma vez que eucariotos têm química semelhante à membrana celular às bactérias. Outros pensam que os arquebactérias estão mais intimamente relacionados aos eucariotos dos EUA, pois usam proteínas semelhantes para reproduzir seus cromossomos.
Outros ainda pensam que poderíamos ser descendentes de ambos – que as células eucarióticas poderiam ter surgido quando os arquebactérias começaram a viver dentro de uma célula bacteriana, ou vice -versa! Isso explicaria como temos importantes atributos genéticos e químicos de ambos, e por que temos vários compartimentos internos, como núcleo, cloroplastos e mitocôndrias!
Eucariotos
Pensa -se que as células eucarióticas sejam o tipo de célula principal mais moderno. Todos os organismos multicelulares, incluindo você, seu gato e suas plantas de casa, são eucariotos. As células eucarióticas parecem ter “aprendido” a trabalhar juntas para criar organismos multicelulares, enquanto os procariontes parecem incapazes de fazer isso.
As células eucarióticas geralmente têm mais de um cromossomo, que contém grandes quantidades de informação genética. Dentro do corpo de um organismo multicelular, diferentes genes nesses cromossomos podem ser ligados “ON” e “OFF”, permitindo células que tenham características diferentes e executam funções diferentes dentro do mesmo organismo.
As células eucarióticas também têm uma ou mais membranas internas, que levaram os cientistas à conclusão de que as células eucarióticas provavelmente evoluíram quando um ou mais tipos de procariote começaram a viver em relações simbióticas dentro de outras células.
As organelas com membranas interiores encontradas em células eucarióticas normalmente incluem:
- Para células animais – mitocôndrias, que liberam a energia do açúcar e a transformam em ATP de maneira extremamente eficiente. As mitocôndrias têm até seu próprio DNA, separadas do DNA nuclear das células, o que dá mais apoio à teoria de que costumavam ser bactérias independentes.
- Para células vegetais – cloroplastos, que realizam a fotossíntese, fazendo ATP e açúcar da luz solar e do ar. Os cloroplastos também têm seu próprio DNA, sugerindo que eles podem ter se originado como bactérias fotossintéticas.
- Núcleo – Nas células eucarióticas, o núcleo contém as plantas essenciais de DNA e as instruções operacionais para a célula. Pensa -se que o envelope nuclear forneça uma camada extra de proteção para o DNA contra toxinas ou invasores, o que pode danificá -lo. Não se sabe se o núcleo também pode ter sido um procarioto endossimbiótico ao mesmo tempo, ou se sua membrana simplesmente evoluiu como uma camada extra de proteção para o DNA da célula.
- Retículo endoplasmático – Esta membrana interna complexa é um principal local de criação de proteínas para células. A origem evolutiva do retículo endoplasmático não é conhecida.
- Aparelho de Golgi – Este complexo de membrana interna pode ser pensado como o “correio” do retículo endoplasmático. Recebe proteínas do pronto -socorro, pacotes e “rotula”, anexando açúcares conforme necessário, e depois os envia para seus destinos finais!
- Outros – Muitas células eucarióticas podem criar “sacas” internas temporários “SACS”, chamados “vacúolos”, para armazenar desperdícios ou embaltar materiais importantes. Algumas células, por exemplo, têm vacúolos especiais chamados “lisossomos”, cheios de substâncias corrosivas e enzimas digestivas. As células simplesmente despejam seu “lixo” em lisossomos, onde o ambiente severo as divide em componentes mais simples que podem ser reutilizados!
Exemplos de células
Arquebactérias
Como mencionado acima, as arquebactérias são uma forma muito antiga de células procarióticas. Os biólogos realmente os colocaram em seu próprio “domínio” da vida, separados de outras bactérias.
As principais maneiras pelas quais os arquebactérias diferem de outras bactérias incluem:
- Suas membranas celulares, que são feitas de um tipo de lipídeo não encontrado em bactérias ou membranas celulares eucarióticas.
- Suas enzimas de replicação de DNA, que são mais semelhantes às dos eucariotos do que as de bactérias, sugerindo que bactérias e arcos estão apenas relacionados à distância, e as arquebactérias podem realmente estar mais intimamente relacionadas a nós do que às bactérias modernas.
- Algumas arquebactérias têm a capacidade de produzir metano, que é um processo metabólico não encontrado em nenhuma bactéria ou eucariotos.
Os atributos químicos únicos da Archaebactérias permitem que eles vivam em ambientes extremos, como água superaquecida, água extremamente salgada e alguns ambientes que são tóxicos para todas as outras formas de vida.
Os cientistas ficaram muito empolgados nos últimos anos na descoberta de Lokiarchaeota – um tipo de arquebactéria que compartilha muitos genes com eucariotos que nunca haviam sido encontrados antes em células procarióticas!
Agora, pensa -se que Lokiarchaeota pode ser nosso parente mais próximo do mundo procariótico.
Bactérias
Você provavelmente está familiarizado com o tipo de bactéria que pode deixá -lo doente. De fato, patógenos comuns como Streptococcus e Staphylococcus são células bacterianas procarióticas.
Mas também existem muitos tipos de bactérias úteis – incluindo aquelas que quebram o desperdício morto para transformar materiais inúteis em solo fértil e bactérias que vivem em nosso próprio trato digestivo e nos ajudam a digerir os alimentos.
As células bacterianas geralmente podem ser encontradas vivendo em relações simbióticas com organismos multicelulares como nós, no solo e em qualquer outro lugar que não seja muito extremo para que vivam!
Células de plantas
As células vegetais são células eucarióticas que fazem parte de organismos fotossintéticos multicelulares.
As células das plantas possuem organelas de cloroplastos, que contêm pigmentos que absorvem fótons de luz e colhem a energia desses fótons.
Os cloroplastos têm a notável capacidade de transformar energia luminosa em combustível celular e usar essa energia para tirar dióxido de carbono do ar e transformá -lo em açúcares que podem ser usados por coisas vivas como combustível ou material de construção.
Além de ter cloroplastos, as células vegetais também costumam ter uma parede celular feita de açúcar rígido, para permitir que os tecidos vegetais mantenham suas estruturas eretas, como folhas, caules e troncos de árvores.
As células vegetais também possuem as organelas eucarióticas usuais, incluindo um núcleo, retículo endoplasmático e aparelho de Golgi.
Células animais
Para este exercício, vejamos um tipo de célula animal que seja de grande importância para você: sua própria célula hepática.
Como todas as células animais, possui mitocôndrias que realizam respiração celular, transformando oxigênio e açúcar em grandes quantidades de ATP para alimentar funções celulares.
Ele também possui as mesmas organelas que a maioria das células animais: um núcleo, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, etc.
Mas, como parte de um organismo multicelular, sua célula hepática também expressa genes únicos, o que oferece características e habilidades únicas.
As células hepáticas, em particular, contêm enzimas que quebram muitas toxinas, que é o que permite ao fígado purificar seu sangue e quebrar o desperdício corporal perigoso.
A célula hepática é um excelente exemplo de como os organismos multicelulares podem ser mais eficientes, fazendo com que diferentes tipos de células funcionem juntos.
Seu corpo não poderia sobreviver sem as células hepáticas para quebrar certas toxinas e resíduos, mas a própria célula hepática não pôde sobreviver sem células nervosas e musculares que ajudam a encontrar alimentos e um trato digestivo para quebrar esse alimento em açúcares facilmente digeríveis.
E todos esses tipos de células contêm as informações para criar todos os outros tipos de células! É simplesmente uma questão de quais genes estão ligados “ativados” ou “desligados” durante o desenvolvimento.
Termos de biologia relacionados
- Epigenética – O processo pelo qual os genes são ativados “ligados” ou “desligados” adicionando ou removendo grupos químicos de partes do cromossomo.
- Eucariotos – células complexas com múltiplos cromossomos e organelas internas, como mitocôndrias, cloroplastos e núcleos.
- Prokariote-organismos unicelulares com uma estrutura simples, geralmente com um cromossomo e sem organelas internas.
Questionário
1. Qual das alternativas a seguir não é uma função essencial que todas as coisas vivas devem desempenhar? A. Uma coisa viva deve se reproduzir. B. Uma coisa viva deve ser capaz de manter seu ambiente interno, independentemente de mudanças externas. C. Uma coisa viva deve responder a mudanças em seu ambiente. D. Nenhuma das opções acima.
Resposta à pergunta nº 1
D está correto. Todos os itens acima são funções essenciais da vida!
2. Qual das alternativas a seguir não é um tipo de célula procariótica? A. Archaebacteria B. Bactérias Staphylococcus C. Bactérias Streptococcus D. Células hepáticas
Resposta à pergunta nº 2
D está correto. As células hepáticas são células eucarióticas, como todas as células de organismos multicelulares!
3. Qual das alternativas a seguir não é uma organela celular eucariótica? A. Plasmídeo B. Núcleo C. Mitocôndrias D. Cloroplasta
Resposta à pergunta nº 3
B está correto. Os plasmídeos são peças de DNA que são passadas entre células procarióticas. Eles não são organelas.
Última atualização em 19 de agosto de 2022