Categoria: Citologia

Seres vivos muito diferentes entre si — como humanos, vegetais, cogumelos e bactérias — apresentam semelhanças importantes quando observados ao microscópio. Todos eles são formados por estruturas chamadas células. Essas estruturas são as menores unidades vivas capazes de funcionar de maneira independente. É dentro das células que ocorrem as reações químicas coordenadas que sustentam o metabolismo e garantem o funcionamento dos organismos.

A descoberta das células e a Teoria Celular

Em 1660, o cientista inglês Robert Hooke utilizou um microscópio rudimentar (Figura 1) para observar cortes finos de cortiça. Ao examiná-los, identificou pequenos compartimentos vazios (Figura 2) que lembravam os aposentos simples onde monges viviam e estudavam. Por essa semelhança, Hooke nomeou essas estruturas de células, a partir do termo latino cellae, que significa “cela”.

Em 1839, os biólogos alemães Matthias Schleiden e Theodor Schwann formularam a Teoria Celular, que inicialmente incluía duas proposições fundamentais:

1) todos os organismos são formados por uma ou mais células; e

2) a célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos.

Mais tarde, em 1855, o fisiologista Rudolf Virchow acrescentou um terceiro princípio: toda célula se origina de outra célula preexistente.

Figura 2. Os cortes de cortiça observados por Robert Hooke exibiam essa aparência, na qual é possível visualizar os compartimentos que receberam a denominação de células.

Existem dois padrões de organização para as células: procarionte e eucarionte

As células podem ser classificadas em dois padrões básicos de organização: procarionte e eucarionte. Desde os primeiros estudos de Robert Hooke, os avanços na microscopia eletrônica, nas análises químicas e na biologia molecular permitiram revelar que, apesar das diferenças entre os organismos, todas as células compartilham uma origem evolutiva comum. Isso se reflete em características universais: todas as células possuem DNA, que armazena a informação genética, e RNA, que atua na síntese de proteínas.

Todas as células são envolvidas por uma membrana plasmática, formada por lipídios e proteínas. Essa estrutura separa o conteúdo interno da célula do meio externo e controla a entrada e saída de substâncias. No interior da célula encontra-se o citoplasma, que inclui todas as estruturas celulares, com exceção do núcleo nas células eucariontes. O citoplasma é composto por organelas e por um fluido chamado citosol, no qual essas organelas estão imersas.

Ao observarmos as células ao microscópio, identificamos dois tipos básicos de organização: as células procariontes e as células eucariontes. Bactérias e arqueas são exemplos de organismos procariontes. Já os protozoários, algas, fungos, vegetais e animais são formados por uma ou mais células eucariontes.

As células procariontes (Figura 3) apresentam uma estrutura mais simples e estão entre as formas de vida mais antigas conhecidas. Elas não possuem núcleo, e por isso o material genético fica disperso no citoplasma. Também não possuem organelas membranosas, como as encontradas em células eucariontes. A única organela presente é o ribossomo, responsável pela síntese de proteínas.

As células eucariontes (Figuras 4 e 5) apresentam uma organização interna mais complexa. O material genético fica protegido dentro de um núcleo delimitado por membrana. No citoplasma dessas células, além dos ribossomos, encontramos diversas organelas membranosas, cada uma com funções específicas, como produção de energia, síntese de proteínas e transporte de substâncias.

As células vegetais se diferenciam das células animais em vários aspectos. Um dos principais é a presença de uma parede celular rígida, localizada externamente à membrana plasmática, que confere suporte e proteção. Além disso, as células vegetais contêm cloroplastos, organelas responsáveis pela fotossíntese.

Os três domínios da vida

Durante muito tempo, todos os organismos procariontes foram agrupados no antigo Reino Monera. No entanto, no final da década de 1970, o microbiologista Carl Woese comparou o RNA ribossômico de diferentes seres vivos e demonstrou que os procariontes não formavam um grupo único e homogêneo. A partir desses estudos, foi proposta uma nova forma de classificação, baseada em três domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya. O domínio Bacteria inclui bactérias e cianobactérias (também chamadas de cianofíceas ou cianófitas). O domínio Archaea reúne organismos procariontes com metabolismo singular, muitos dos quais vivem em ambientes extremos — por isso, são chamados de extremófilos. Já o domínio Eukarya engloba todos os seres vivos formados por células eucariontes.

Embora possuam organização celular procarionte, os microrganismos do domínio Archaea são, do ponto de vista evolutivo, mais próximos dos eucariontes do que das bactérias (Figura 6). Essa relação é evidenciada por semelhanças moleculares e genéticas observadas em estudos filogenéticos.

O ancestral comum dos três domínios da vida — Bacteria, Archaea e Eukarya — é conhecido como LUCA, sigla em inglês para Last Universal Common Ancestor (último ancestral comum universal). Estima-se que LUCA tenha vivido há cerca de 3,5 a 4 bilhões de anos, em uma época em que as condições da Terra ainda eram extremas. Esse organismo primitivo já possuía material genético em forma de DNA, ribossomos para síntese de proteínas e um sistema de tradução de informações genéticas, características que permanecem em todos os seres vivos atuais. Os fósseis mais antigos de procariontes têm cerca de 3,5 bilhões de anos, o que mostra que formas de vida simples e celulares já existiam relativamente pouco tempo após a formação da crosta terrestre. Esses registros revelam que, mesmo nos primeiros capítulos da história da vida, os procariontes apresentavam grande diversidade metabólica e estavam adaptados a uma ampla variedade de ambientes. A partir de LUCA, diferentes linhagens evolutivas se diversificaram, dando origem aos três grandes domínios da vida — um processo que reflete a profunda unidade biológica da vida na Terra.