Modelos celulares (ENEM Biologia): Notas de revisão
Modelos Celulares
Introdução aos Modelos Celulares
Os organismos vivos podem ser estudados através de diferentes componentes que formam diversos níveis de organização. Seguindo a Teoria Celular, desenvolvida em 1839 pelos cientistas Matthias Schleiden e Theodor Schwann, compreendemos que a célula é a unidade fundamental para a existência da vida.
A Teoria Celular estabelece três princípios fundamentais:
- Todos os seres vivos são formados por células
- A célula é a unidade básica da vida
- Toda célula provém de outra célula pré-existente
Ao analisarmos a diversidade de formas de vida existentes em nosso planeta, é possível identificar que as células que formam esses organismos possuem estruturas e funcionalidades distintas. Com base nessas diferenças, podemos classificar os seres vivos utilizando dois modelos celulares principais: procarióticos e eucarióticos.
Célula Procariótica
Características Gerais
Os organismos classificados como procariontes são aqueles constituídos por células procarióticas. Esse grupo inclui todas as diferentes espécies de bactérias do Reino Monera.
A característica fundamental desses organismos é a ausência de um núcleo organizado. Isso significa que, ao contrário das células eucarióticas, as células procarióticas não possuem estruturas membranosas internas e, portanto, apresentam seu material genético disperso no citoplasma, em seu único compartimento interno.
Estrutura da Célula Procariótica
As células procarióticas apresentam como estruturas obrigatórias:
- Membrana plasmática e ribossomos: presentes em todas as unidades celulares
- Material genético: disperso no citoplasma, não delimitado por envelope nuclear
Estruturas adicionais que podem estar presentes:
- Fímbrias: estruturas de adesão
- DNA cromossômico e plasmidial: material genético
- Cápsula: camada protetora externa
- Parede celular: estrutura de proteção e sustentação
- Flagelo: estrutura de locomoção
É importante observar que bactérias apresentam parede celular e cápsula, além de pequenas moléculas de DNA circular conhecidas como plasmídeos. Estes plasmídeos são elementos genéticos extras que podem ser transferidos entre bactérias, contribuindo para sua diversidade genética.
Célula Eucariótica
Características Gerais
Quando há presença de um núcleo organizado, caracterizando os eucariontes, estes são organismos formados por células eucarióticas. Estes são classificados com base na presença de um núcleo organizado, delimitado por um envelope nuclear ou carioteca.
Pensar apenas na presença ou ausência de núcleo é uma simplificação do conceito. Células eucarióticas, na verdade, são células que apresentam estruturas membranosas internas, como retículo endoplasmático e complexo de Golgi.
Teoria da Endossimbiose
A presença de um maior número de estruturas em células eucarióticas em relação às células procarióticas é um forte indício de que a evolução tenha se iniciado com organismos similares a bactérias. Dentre esses seres, formados por células pequenas e simples, alguns parecem ter sofrido modificações ao longo do tempo que provocaram o aumento do seu volume, o que levaria ao problema de apresentarem uma pequena razão superfície de contato/volume, dificultando a realização de trocas com o meio externo.
A solução para este problema foi, aparentemente, o surgimento de invaginações a partir da membrana plasmática. Essas dobras de membrana que se formaram em direção ao interior da célula, em algum momento da história evolutiva, parecem ter se destacado, originando bolsas membranosas individuais em seus citoplasmas.
É provável, então, que a partir dessas bolsas membranosas tenham surgido todas as organelas membranosas citoplasmáticas. Estas organelas, como lisossomos, peroxissomos e retículo endoplasmático, nada mais são que compartimentos com funções individualizadas que, desta forma, aumentam a eficiência de uma célula com volume tão grande em relação aos seus ancestrais procariontes.
Processo de Endossimbiose
O processo que originou as células eucarióticas através da formação de organelas membranosas internas possibilitou posteriormente o surgimento de mitocôndrias e cloroplastos por endossimbiose.
Dentre as evidências que apontam para a viabilidade da teoria de endossimbiose estão:
- Presença tanto em mitocôndrias quanto em cloroplastos de duas membranas
- Células pequenas englobadas por células maiores
- DNA próprio similar ao de células procarióticas
- Ribossomos próprios similares aos de células procarióticas
- Capacidade de duplicação de forma independente da divisão celular
Exemplo da Endossimbiose:
Imagine uma célula eucariótica primitiva que engloba uma bactéria aeróbica:
- A bactéria passa a viver dentro da célula maior
- A célula maior fornece proteção e nutrientes
- A bactéria fornece energia através da respiração celular
- Ao longo do tempo, ambas se tornam dependentes uma da outra
- A bactéria evolui para se tornar uma mitocôndria
Células Eucarióticas Animais
As células que seguem um modelo eucariótico animal apresentam algumas particularidades em relação à maioria das células vegetais. Dentre essas distinções, células animais possuem organelas como centríolos, lisossomos e peroxissomos, enquanto apenas algumas linhagens com modelo vegetal as apresentam.
De forma resumida, podemos entender os centríolos como estruturas proteicas responsáveis pela organização do citoesqueleto durante os processos de divisão celular e, também, na formação de estruturas de movimentação como cílios e flagelos. Lisossomos e peroxissomos são bolsas membranosas, sendo a primeira voltada à digestão intracelular e a segunda orientada à degradação do peróxido de hidrogênio (), altamente deletério.
Estruturas Presentes na Célula Animal
- Membrana celular
- Núcleo com nucleoplasma e nucléolo
- Citoplasma com diversas organelas
- Vacúolo (pequeno)
- Lisossomos
- Centríolos
- Mitocôndria
- Retículo endoplasmático
- Complexo de Golgi
Células Eucarióticas Vegetais
Além da maioria das organelas presentes em células animais, o modelo da célula eucariótica vegetal apresenta três estruturas voltadas ao seu estilo de vida: cloroplastos, vacúolo de suco celular e parede celular.
Estudaremos em outros módulos as funções de cada estrutura celular presente em células procarióticas e eucarióticas. Por enquanto, é suficiente compreender que os cloroplastos são voltados à realização de fotossíntese, enquanto o vacúolo de suco celular armazena substâncias potencialmente tóxicas, e a parede celular protege a célula vegetal.
Estruturas Adicionais nas Células Vegetais
- Parede celular: proteção e sustentação
- Cloroplastos: realização da fotossíntese
- Vacúolo central: armazenamento e sustentação
- Plasmodesmos: comunicação entre células
Tabela Comparativa: Procariótica vs Eucariótica
| Característica | Procariótica | Eucariótica |
|---|---|---|
| Membrana Plasmática | Sim | Sim |
| Material Genético | Sim | Sim |
| Núcleo Delimitado | Não | Sim |
| Ribossomos | Sim | Sim |
| Membranas Internas | Não | Sim |
Diferenças entre Células Animais e Vegetais
| Estrutura | Animal | Vegetal |
|---|---|---|
| Membrana Plasmática | Sim | Sim |
| Parede Celular | Não | Sim |
| Cloroplastos | Não | Sim |
| Ribossomos | Sim | Sim |
| Mitocôndrias | Sim | Sim |
| Plastos | Não | Sim |
| Retículo Endoplasmático | Sim | Sim |
| Complexo de Golgi | Sim | Sim |
| Centríolos | Sim | Não* |
| Peroxissomos | Sim | Sim |
| Glioxissomos | Não | Sim |
| Vacúolo Central | Não | Sim |
| Citoesqueleto | Sim | Sim |
*Algumas plantas inferiores possuem centríolos
Pontos-Chave para Lembrar:
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Células procarióticas são mais simples, sem núcleo organizado e com material genético disperso no citoplasma
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Células eucarióticas possuem núcleo delimitado por carioteca e sistema de membranas internas
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A teoria da endossimbiose explica como células eucarióticas surgiram através do englobamento de células menores
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Células vegetais possuem parede celular, cloroplastos e vacúolo central, estruturas ausentes em células animais
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A evolução celular seguiu o caminho: procariótica → eucariótica simples → eucariótica complexa (animal/vegetal)
