Introdução à citologia

O final do século XVI pode ser considerado um ponto de virada na história da ciência, com o surgimento do telescópio e do microscópio. O primeiro revelou que há outros mundos no céu; o segundo descobriu os reinos ocultos em nosso próprio mundo. Antes mesmo de ser possível ver coisas pequeniníssimas, alguns pensadores propuseram sua existência. O mais famoso foi o antigo filósofo grego Demócrito que, por volta de 400 a.C., propôs que toda matéria é formada de partículas infinitamente pequenas – átomos, praticamente.

A primeira pessoa a propor que poderia haver entidades biológicas pequenas demais para serem vistas a olho nu, mas com efeito biológico foi o médico italiano Girolamo Fracastoro. Em 1546, ele sugeriu que as doenças epidêmicas eram causadas por algo como sementes, que poderiam transmitir infecções com ou sem contato entre as pessoas, mesmo a grande distância.

As células são tão fundamentais para os sistemas vivos da biologia como o átomo é para a química. Vários tipos diferentes de células estão trabalhando para nós neste momento. Todos os organismos são feitos de células. Na hierarquia da organização biológica, a célula é a coleção mais simples de matéria capaz de viver. De fato, diversas formas de vida são organismos unicelulares.

Organismos mais complexos, incluindo plantas e animais, são multicelulares; seus corpos são cooperativas de vários tipos de células especializadas que não poderiam sobreviver sozinhas por muito tempo. Entretanto, mesmo quando arranjadas em níveis mais altos de organização, como tecidos e órgãos, as células são as unidades básicas de estrutura e função dos organismos.

O que é a célula?

A célula é o bloco de construção de todos os seres vivos. Por definição, é a unidade morfofisiológica da vida. O corpo humano, por exemplo, é composto por trilhões delas. Todas as células são cercadas por uma estrutura chamada membrana celular, responsável por delimitar os ambientes interno e externo da célula, assim como as paredes de uma casa. Esta membrana também é chamada de membrana plasmática.

Passando pela membrana entramos no citosol, um líquido viscoso que abriga inúmeros elementos funcionais e estruturais. Esses elementos existem na forma de moléculas e organelas. Imagine-os como ferramentas, aparelhos e salas internas da célula. As principais classes de moléculas orgânicas intracelulares incluem ácidos nucléicos, proteínas, carboidratos e lipídios, todos essenciais para as funções da célula.

As células têm muitas partes, cada uma com uma função diferente. Algumas dessas partes, chamadas organelas, são estruturas especializadas que realizam certas tarefas dentro da célula. É como se fossem arranjos ordenados de moléculas, semelhante aos cômodos de uma casa, essas estruturas são separadas do resto do interior de uma célula por sua própria membrana intracelular.

As organelas contêm equipamentos altamente técnicos necessários para trabalhos específicos dentro da célula. Um exemplo é a mitocôndria – comumente conhecida como “usina de energia” da célula – que é a organela que mantém a maquinaria envolvida nas reações químicas produtoras de energia.

Os ácidos nucleicos são as moléculas que contêm e ajudam a expressar o código genético de uma célula. Existem duas classes principais de ácidos nucléicos: ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA). O DNA é a molécula que contém todas as instruções necessárias para construir e manter a célula; O RNA tem vários papéis associados à expressão da informação armazenada no DNA.

É claro que os ácidos nucléicos sozinhos não são responsáveis pela preservação e expressão do material genético: as células também usam proteínas para ajudar a replicar o genoma e realizar as profundas mudanças estruturais subjacentes à divisão celular.

Tipos de células

Quantidade de células

Breve histórico

Os romanos foram os primeiros a descobrir as propriedades ampliadoras das lentes curvas. No século IV d.C., Sêneca escreveu sobre o uso de um globo com água para ampliar letras pequenas. No século XIII, lentes de vidro foram usadas pela primeira vez em óculos para corrigir defeitos de visão. As primeiras lentes criadas especificamente para ampliar espécimes biológicos ofereciam ampliação de 6x ou 10x. Isso bastava para inspecionar insetos pequenos – e foram mesmo chamadas de “óculos para moscas” – mas não eram suficientes para ver microrganismos.

Os holandeses Hans e Zacharias Janssen, pai e filho produtores de óculos, costumam receber o crédito de terem feito os primeiros microscópios compostos no final do século XVI, embora não se saiba a data exata do primeiro. Seus microscópios tinham a ampliação de 3x a 10x, e ainda não eram capazes de mostrar microrganismos. Logo surgiram microscópios melhores, e no século seguinte Robert Hooke, Marcello Malpighi e Anton von Leeuwenhoek os usaram para mudar o mundo.

Hooke foi o primeiro a distinguir e dar o nome célula. Leeuwenhoek, o primeiro a ver e descrever microrganismos. Malpighi examinou atentamente as estruturas internas do corpo de rãs e mamíferos. Os primeiros microscópios não eram capazes de revelar os detalhes dentro da maioria das células individuais, mas permitiam o exame detalhado de estruturas de organismos muito pequenos e revelaram a vida pujante dentro de substâncias comuns como terra e água de lagos.

As células reveladas

Robert Hooke (1635-1703) cunhou o termo “célula” para chamar os componentes organizacionais dos seres vivos. As primeiras células que descreveu eram de uma amostra de cortiça e grosseiramente retangulares. Ele adotou a palavra “célula” devido à semelhança com as celas em que os monges viviam no mosteiro (ele também se refere a elas como “poros”, mas foi “célula” que pegou.) ele calculou que havia 1.259.712.000 de células numa única polegada quadrada de cortiça.

Enquanto Malpiphi e Hooke documentavam a microestrutura de espécimes maiores, o fabricante holandês de lentes Anton van Leeuwenhoek deu um passo adiante no mundo do minúsculo e viu micro-organismos pela primeira vez. Seus microscópios simples permitiam ampliações de até 200x – bem melhores do que tudo a que Hooke tinha acesso -, e isso era suficiente para mostrar bactérias, hemácias (células vermelhas do sangue), espermatozoides e a miríade de organismos que vivem numa gota d’água de lago. Ele fez estimativas surpreendentemente exatas do tamanho dos objetos que via comparando-os com o tamanho de um grão de areia. Leeuwenhoek chamou de “animálculos” as coisinhas que via se mexerem, reconhecendo-as como vivas.

A teoria celular

Em 1824 , o físico e fabricante de lentes britânico Joseph Jackson Lister começou a trabalhar numa lente aperfeiçoada para ver suas amostras com mais clareza. Dois anos depois, Lister construiu o primeiro microscópio aprimorado e publicou seus métodos em 1830. As lentes aperfeiçoadas fizeram uma diferença considerável no progresso da microbiologia.

O núcleo da célula foi descrito em 1831 pelo botânico escocês Robert Brown, mas praticamente ignorado até o botânico Matthias Schleiden (1804-1881) notar a importância do núcleo na criação de novas células por divisão. Ele concentrou sua atenção no núcleo e logo chamou de “órgão elementar universal dos vegetais”.

Em 1837, jantando com o fisiologista Theodor Schawnn, Schleiden mencionou sua descoberta de que o corpo das plantas se organizava em células com processos independentes e que podem se reproduzir. Schawnn percebeu que vira o mesmo nos animais. Não demorou para que conferissem suas observações no laboratório e deduzissem que tanto vegetais quanto animais são feitos de células.

Os três princípios básicos da teoria celular:

• Todos os organismos se compõem de uma ou mais células.
• As células são a unidade básica da vida.
• Todas as células surgem a partir de células preexistentes.

Schawnn e Schleiden descobriram os dois primeiros, mas não viram o terceiro. O terceiro foi proposto pelo médico alemão Rudolf Virchow (1821-1902), que fez estudos microscópicos detalhados dos processos celulares. O embriologista polaco-alemão Robert Remak publicou em 1852 os mesmos achados relativos à divisão celular em embriões; Virchow os publicou em 1855. Não se sabe se ele conhecia o trabalho de Remak, mas não o citou.

A ideia de Virchow foi logo confirmada pelo biólogo alemão Walther Flemming (1843-1905), que desenvolveu técnicas de corar amostras que lhe permitiram observar as ações dos cromossomos em células que se dividiam. O nome “cromossomo”, cunhado pelo anatomista alemão Wilhelm von Waldeyer-Hartz, significa “corpo colorido” e se refere ao fato de que os cromossomos se destacam quando recebem os corantes de anilina.

Eduard Strassburger (1844-1912) examinou a divisão celular das plantas com o rigor que Flemming aplicou às células animais. No final da década de 1880, era claro que o núcleo se divide primeiro, com os cromossomos se arrumando e se reproduzindo, e depois a célula se divide.

Virchow foi inflexível ao afirmar que o estudo das células permitiria descobrir o segredo da doença. Ele era contrário ao conceito anterior de doença enraizada na teoria dos *humores e dizia que a doença tem de se localizar nas células do corpo e que o estado, o comportamento e os processos das células distinguiam o estado saudável do estado enfermo.

A moderna teoria celular

• Todas as coisas vivas conhecidas são formadas de células.
• A célula é a unidade estrutural e funcional de todas as coisas vivas.
• Todas as células vem de células preexistentes por divisão.
• As células contêm informações hereditárias passadas de célula a célula na divisão celular.
• Todas as células têm basicamente a mesma composição química.
• Todo o fluxo de energia da vida ocorre dentro da célula.

Resumão sobre a teoria celular

A Teoria Celular é um marco fundamental na biologia e na compreensão da vida. Ela estabelece que as células são as unidades básicas dos seres vivos e que todos os processos vitais ocorrem dentro delas. Vamos explorar os principais aspectos dessa teoria:

1. Origem da Teoria Celular:

• A descoberta das células remonta a Robert Hooke, em 1665.
• Hooke observou células em cortiça sob um microscópio e cunhou o termo “célula”.
• Mathias Schleiden e Theodor Schwann propuseram, independentemente, que todos os seres vivos são formados por células.

2. Postulados da Teoria Celular:

• A Teoria Celular é baseada em três postulados:
  • Todas as formas de vida são compostas por células e suas estruturas derivadas.
  • As células são as unidades funcionais dos seres vivos, onde ocorrem processos vitais como metabolismo e reprodução.
  • Todas as células se originam de outras células preexistentes (princípio de Rudolph Virchow).

3. Importância da Teoria Celular:

• A Teoria Celular revolucionou a biologia, fornecendo uma base sólida para o estudo da vida.
• Ela permitiu avanços na medicina, genética, microbiologia e biotecnologia.
• A compreensão das células é essencial para entender doenças, desenvolver tratamentos e melhorar a saúde humana.

4. Vírus e a Teoria Celular:

• Os vírus não são considerados células, mas dependem delas para se replicar.
• Apesar de não possuírem células, os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios.

Em resumo, a Teoria Celular é o alicerce da biologia moderna, revelando a importância das células como unidades básicas da vida e desvendando os segredos da existência.