A célula é considerada a unidade fundamental dos seres vivos. Alguns organismos são unicelulares, sendo formados por uma única célula (como as bactérias, os protozoários e as microalgas). Outros organismos são multicelulares e podem apresentar poucas ou muitas células. Os rotíferos, por exemplo, são minúsculos animais aquáticos formados por aproximadamente mil células. Já um ser humano é constituído por cerca de 10 trilhões de células.
Todas as células são delimitadas por uma membrana plasmática, que separa o citoplasma (espaço interno da célula, preenchido por um líquido viscoso e transparente denominado citosol) do meio ambiente. Todas as células também apresentam informações codificadas em seu material genético: os ácidos nucleicos DNA e RNA.
Procariontes e eucariontes
Existem dois tipos básicos de células:
- Células procarióticas → São células simples e de pequeno tamanho, encontradas exclusivamente nas bactérias, cianobactérias e arqueas (ou seja, somente em seres unicelulares). Neste tipo de célula não existem organelas delimitadas por membranas. Os ribossomos são as únicas organelas encontradas na célula procariótica. Não existe um núcleo celular delimitado por membrana: o DNA encontra-se mergulhado no citosol.
- Células eucarióticas → São células maiores e mais complexas, encontradas nos animais, plantas, fungos, protozoários e algas (ou seja, tanto em seres unicelulares como multicelulares). Neste tipo de célula ocorre a compartimentalização de organelas, que são delimitadas por membranas. O DNA encontra-se dentro do núcleo celular, envolvido por uma membrana chamada carioteca. A célula eucariótica também apresenta um citoesqueleto, formado por filamentos muito finos, responsável por manter a forma da célula e permitir a movimentação das organelas dentro do citoplasma.
Membrana plasmática
A membrana plasmática é responsável por estabelecer uma fronteira entre o interior da célula e o ambiente exterior. À semelhança de uma alfândega entre dois países vizinhos, a membrana plasmática controla quais substâncias podem entrar e sair da célula, permitindo que a célula obtenha os recursos necessários para manter seu metabolismo e elimine os resíduos produzidos em seu interior, ao mesmo tempo em que cria uma barreira contra substâncias indesejadas.
Sabe-se que a membrana plasmática é formada por lipídios e proteínas. Observada ao microscópio eletrônico (equipamento com a maior capacidade de ampliação de imagem que dispomos no momento), a membrana plasmática parece ser formada por três camadas: duas linhas escuras separadas por uma linha clara. Com base nestes informações, cientistas propuseram em 1972 um modelo para explicar sua estrutura. Ele é chamado de “modelo do mosaico fluido”.
No modelo do mosaico fluido, a membrana plasmática é formada por uma dupla camada de fosfolipídios. Diversas proteínas atravessam essa dupla camada e cada uma delas é responsável por uma função diferente. Algumas proteínas de membrana permitem o transporte seletivo de substâncias, outras garantem a adesão entre células vizinhas (garantindo a coesão do tecido formado por essas células) e há proteínas que funcionam como receptores de superfície, recebendo sinais específicos que são enviados à célula (como por exemplo hormônios circulantes no organismo). Todo esse conjunto de fosfolipídios e proteínas move-se constantemente, por isso o nome “mosaico fluido”.
Organelas
Organelas são compartimentos delimitados por membranas, dentro da célula. Cada tipo de organela é responsável por uma função específica, abrigando para isso diferentes enzimas e substratos.
O ribossomo é um caso especial. Muito pequenos e numerosos, os ribossomos são considerados organelas não membranosas. Eles são constituídos de RNA ribossômico (RNA-r) e proteínas. Seu papel no metabolismo celular é de extrema importância: os ribossomos são responsáveis pela produção de proteínas, utilizando o material genético da célula como “receita”. São as únicas organelas encontradas nos organismos procariontes. Todos os demais tipos de organelas são encontrados exclusivamente em células eucariontes.
- Retículo endoplasmático → É um sistema de membranas duplas, associado à carioteca do núcleo, que estende-se por toda a célula. Tem função de produção, armazenamento e transporte de substâncias. O retículo endoplasmático liso é responsável pela síntese de lipídios, enquando o retículo endoplasmático rugoso (provido de ribossomos aderidos ao lado externo das membranas) é responsável pela síntese de proteínas.
- Sistema golgiense → Semelhante ao retículo endoplasmático liso, porém formado por cisternas, que são “sacos achatados e empilhados” feitos de membranas. O sistema golgiense recebe vesículas provenientes do retículo endoplasmático, processa as substâncias que estavam contidas nas vesículas e forma novas vesículas, que brotam das extermidades das cisternas. Essas novas vesículas são enviadas para locais específicos da célula, onde serão utilizadas, ou são liberadas no meio extracelular (exocitose). O sistema golgiense também é responsável por produzir os lisossomos.
- Lisossomos → São pequenas vesículas repletas de enzimas digestivas, responsáveis pelo processo de digestão intracelular nas células animais. O pH dentro do lisossomo é ácido, ao redor de 5,0. Já o pH do citosol é de aproximadamente 7,0. Desta maneira, se um lisossomo se romper, suas enzimas digestivas serão inativadas pelo pH neutro do citosol, evitando danos à célula.
- Peroxissomos → São pequenas vesículas repletas de enzimas, em especial a enzima catalase. A função dos peroxissomos é converter substâncias tóxicas em substâncias inócuas, evitando danos para as células. Ao contrário dos lisossomos, os peroxissomos não são produzidos pelo sistema golgiense. Eles se originam de outros peroxissomos, que crescem e se dividem.
- Mitocôndrias → São organelas formadas por duas membranas. A membrana externa reveste toda a mitocôndria, dando a ela o formato alongado característico, lembrando um feijão. A membrana interna encontra-se dobrada, formando cristas mitocondriais, que englobam um líquido denominado matriz mitocondrial. Na matriz mitocondrial encontram-se enzimas responsáveis pelo processo de respiração celular, além de ribossomos e DNA circular. As mitocôndrias são originadas de outras mitocôndrias, por divisão. Acredita-se que as mitocôndrias já foram células procariontes independentes, que foram englobadas por células maiores e tornaram-se organelas (teoria endossimbiótica).
- Cloroplastos → São organelas exclusivas das células vegetais, ricas em clorofila e outros pigmentos fotossintetizantes. Os cloroplastos são formados por duas membranas, uma externa e uma interna. A membrana interna encontra-se dobrada formando lamelas e tilacoides, englobando um líquido denominado estroma. No estroma encontram-se enzimas relacionadas ao processo de fotossíntese, além de ribossomos e DNA circular. Assim como as mitrocôndrias, acredita-se que os cloroplastos já foram células procariontes independentes, que tornaram-se endossimbiontes obrigatórios. Existem também outros tipos de plastos (ou plastídeos) com funções diferentes do cloroplasto, todos exclusivos das células vegetais. Por exemplo: os amiloplastos responsáveis por armazenar amido.
- Centríolos → São organelas não membranosas, exclusivas das células animais. Cada centríolo é formado por nove trincas de microtúbulos proteicos que dão origem a um cilíndro. Geralmente encontramos dois centríolos em cada célula, associados ao citoesqueleto. Eles são responsáveis por orientar as fibras do fuso durante a divisão celular, assim como pela formação dos cílios e dos flagelos.
- Vacúolos → São grandes “bolsas” envoltas por membrana, muito maiores do que as vesículas. Existem vacúolos digestivos, vacúolos contráteis (responsáveis por eliminar o excesso de água nas células de protozoários de água doce) e vacúolos vegetais (que atuam na osmoregulação).
Célula vegetal e célula animal
Tanto a célula animal como a célula vegetal são eucarióticas. Apresentam, portanto, núcleo individualizado e organelas membranosas.
A célula vegetal é caracterizada pela presença de uma parede celular, externa à membrana plasmática, constituída de celulose. A parede celular é responsável por dar sustentação à celula vegetal e impede a entrada excessiva de água. A célula vegetal também apresenta plastos (como o cloroplasto) e um grande vacúolo central que ocupa a maior parte da célula.
A célula animal apresenta centríolos e lisossomos, estruturas que não são encontradas nas células vegetais.