Célula

Em 1665, Robert Hooke publicou um livro que o consagraria nos meios científicos da Inglaterra e do continente, o chamado Micrographia. Neste livro, ele faz, entre outras coisas, a descrição do primeiro microscópio feito de partes móveis, composto de uma lente objectiva hemisférica e uma grande ocular plano-convexa.

Foi ao estudar lâminas de cortiça que Robert Hooke observou umas cavidades poliédricas, que chamou de células, do latim cella que significa pequena cavidade. Estas cavidades não eram mais do que paredes celulares de células vegetais mortas.

Célula: é a unidade básica e estrutural e funções de todos os seres vivos. Dai ser considerada por muitos autores como a unidade básica da vida.

É a unidade estrutural e funcional comum a todos os seres vivos, estes podem ser constituídos por uma ou mais células. São estas que realizam todas as funções fundamentais dos seres vivos , nomeadamente, reprodução, crescimento, alimentação, movimentação, reação a estímulos externos e respiração (consumo do oxigênio produzindo dióxido de carbono. As células são limitadas por uma membrana plasmática e no seu interior contém uma solução aquosa concentrada em substâncias químicas, o citoplasma. No citoplasma encontram-se dispersas numerosas estruturas designadas por organelos. Apesar de todas as células terem uma estrutura base, existem variantes de cada tipo, em número suficiente para criar a enorme variedade de formas vivas que conhecemos.

Por exemplo, no nosso corpo, existem cerca de 300 tipos diferentes de células, cada uma com uma função específica.

Existem duas grandes categorias de células, as células procarioticas e as células eucarioticas.

As células procarióticas são a primeira e a mais simples forma de vida que apareceu na Terra. No seu interior não se distinguem estruturas especializadas, como por exemplo o núcleo celular. Estas células são as que constituem as bactérias.

As células eucarióticas, são muito mais complexas e fazem parte da constituição das plantas e animais, incluindo os seres humanos. Nestas células, já é possível observar estruturas especializadas como o núcleo que encontra-se envolvido por uma membrana e é onde se encontra as informações genéticas. Estas células estão divididas em duas zonas distintas, ou seja, o núcleo e o citoplasma onde se encontram numerosos organelos, cada um com uma função específica na vida da célula. Ambas as células estão delimitadas por uma membrana finíssima, chamada membrana plasmática, que controla a entrada e saída de substâncias do interior para o exterior da célula e vice-versa. É, também, através da membrana que se estabelece as ligações com as células vizinhas.

As células têm como base uma estrutura fundamental que lhes permite realizar determinadas atividades essenciais à sobrevivência das mesmas, tais como, reproduzirem-se, obterem energia, etc. Mas cada célula tem de enfrentar problemas específicos, que variam conforme o ambiente e as condições em que vivem. Deste modo, existem vários tipos de células com determinadas variantes em relação ao modelo base. Nos seres pluricelulares existem vários tipos de células que se especializaram e repartiram entre si as tarefas de modo a realizarem melhor as atividades necessárias do indivíduo, ou seja, existem células especializadas para transmitir sinais, outras para transportar oxigênio, etc. Nos organismos unicelulares nenhuma das células tem capacidade para viverem separadas das outras, e tão são essenciais para o indivíduo e para a sua sobrevivência.

Célula Eucariotica vs Célula Procariotica

Existem dois grandes grupos de organismos, os procariontes e os eucariontes. As diferenças entre estes seres são a nível celular, como podemos observar através da tabela que se segue:

CARACTERÍSTICAS	CÉLULA EUCARIÓTICA	CÉLULA PROCARIÓTICA
Tamanho	Cerca de 40 μm de diâmetro e em média 1000 a 10000 vezes o volume da célula Procariótica.	0,5 a 5 μm de diâmetro.
Parede celular	Rígida, constituída por polissacarídeos com aminoácidos.	Apenas nas plantas e fungos, constituída por celulose e quitina respectivamente. Rígida.
Material genético	Possui núcleo e um ou mais nucléolos.	Em contacto com o citoplasma e sem qualquer invólucro nuclear.
Organelos	Vários tipos de organelos membranares (mitocôndrias, retículo, complexo de Golgi).	Sem organelos membranares, com muitos ribossomas.
Estruturas respiratórias	Hialoplasma e mitocôndrias.	Hialoplasma e membrana plasmática.
Fotossínteses	Dá-se nos cloroplastos (apenas nas células vegetais).	Sem cloroplastos mas ocorre por vezes em lamelas fotossintéticas.
Flagelos	Organelos locomotores simples apenas ligados à superfície da célula.	Organelos locomotores complexos envoltos na membrana plasmática.

Segundo os dados que existem, atualmente os seres procariontes são muito mais antigos que os seres eucariontes, uma vez que os vestígios mais antigos conhecidos de seres eucariontes são de à 1500 milhões de anos enquanto que os vestígios de seres procariontes datam de à pelo menos 3800 milhões de anos, o que levou a alguns cientistas admitirem a hipótese dos eucariontes tivessem origem nos procariontes.

Essa hipótese é explicada por várias teorias explicativas da origem dos seres eucariontes sendo uma delas a Teoria Endossimbiótica. A Teoria Endossimbiótica defende que as células eucarióticas têm origem numa associação de células procarióticas simbióticas. Esta associação ocorre da seguinte forma:

A célula hospedeira (Pró – eucarionte) perde a parede célula e múltiplas invaginações.
A célula hospedeira captura outras (célula hospedes – bactérias aeróbias).
As célula hospedes estabelecem relações simbióticas com a célula hospedeira.
Estas relações tornam-se permanentes, originando comunidades independentes que passam a constituir organismos estáveis e únicos.
Por fim as célula hospedes formam os organelos da células eucarióticas (núcleo e mitocôndrias).
Para a formação dos cloroplastos houve a ingestão de bactérias fotossintéticas (cianobactérias).

Esta teoria é uma das mais aceite, atualmente, pois existem vários argumentos que a apoiam, nomeadamente:

Os cloroplastos e as mitocôndrias produzem as suas membranas internas, dividem-se independentemente da célula e contêm ADN não associado com histonas e outras proteínas.
O ADN em cadeia dupla circular é o suporte físico do genoma.
Os ribossomas dos cloroplastos são mais semelhantes em tamanho e características bioquímicas aos ribossomas dos procariontes do que em relação aos ribossomas do citoplasma dos eucariontes.
E ainda hoje é possível observar que bactérias e alguns eucariontes formam alianças simbióticas.
A delimitação do núcleo por uma membrana dupla.
A síntese proteica] (ribossomas e o tRNA).
Entre outros.

As células eucarióticas têm vantagens sobre as células procarióticas sendo uma das principais o facto das primeiras permitem uma maior diversidade de seres devido aos fenômeno de meiose e mitose que ocorrem, o que não acontece nos seres procariontes, uma vez que nestes ocorre apenas bipartição. Os seres eucariontes são multicelulares ao contrário das procariontes que são unicelulares, mas estes podem formar colónias. A multicelularidade é caracterizada por uma associação de células em que existe interdependência ao nível das estruturas e funções entre as células associadas. Com o evoluir da multicelularidade foram surgindo os vários organelos o que permitiu os organismos realizarem atividades muito complexas que antigamente os seus ancestrais unicelulares não conseguiam realizar. Os seres multicelulares tem várias vantagens em relação aos seres unicelulares, entre elas:

Permite a existência de seres vivos de maiores dimensões.
Permite uma maior diversidade de seres vivos o que facilita adaptação a diferentes ambientes.
A especialização celular reduz a taxa metabólica e permite assim um gasto de energia mais eficaz.
Existe mais independência em relação ao meio externo uma vez que têm uma maior capacidade para manter um equilíbrio dinâmico no meio interno.

As células eucarióticas constituem quase todos os organismos vivos, excetuando as bactérias, as cianobactérias e os micoplasmas que são seres procariontes. As células dos procariontes são geralmente mais pequenas que as células eucarióticas, são constituídas por um número limitado de organelos, não possuem o ADN incluído no núcleo pois são desprovidos de membrana nuclear. As células eucarióticas são constituídas por vários organelos delimitados por uma membrana dupla. A principal diferença entre estas células e as células procarióticas é o facto de possuírem núcleo , é neste organelos que se localiza o material genético, o ADN .

Organelos celulares

Mitocôndria

Organelos longos e globosos, com pouco mais de 1 m de diâmetro.
Presente na maioria dos eucariontes, excepto num grupo de protistas , os Archeoza, contudo segundo analises genómicas realizadas sugerem que estes podem ter perdido a mitocôndria ao longo da sua evolução.
O número de mitocôndrias nas células varia consoante a actividade metabólica da célula . Este organelo encontra-se em maior quantidade nas células do Sistema Nervoso e do coração uma vez que são células que necessitam de uma grande quantidade de energia.
Formada por uma dupla membrana fosfolipídica , sendo a camada externa lisa e a interna invagina-se formando cristas mitocondriais. Ao conjunto destas cristas dá-se o nome de matriz mitocondrial , onde se encontram as proteínas , ribossomas e ADN (responsável pela codificação das proteínas necessárias para a respiração celular ). No seio destas camadas ocorre a última fase da oxidação, a respiração celular , o ciclo de Krebs, a fosforilação oxidativa, etc.
A função principal deste organelo é a obtenção de energia para a célula , daí ser considerada a “bateria da célula”, pois em condições aeróbicas este organelo é responsável pela obtenção de maior parte da energia necessária para a célula .
A energia obtida pelas mitocôndrias é armazenada em moléculas de ATP (adenosina trifosfato), estas fornecem a energia necessária para as reacções celulares. Contudo para a realização destes processos é necessário que a célula “dê” à mitocôndria substâncias, como, o oxigénio e a glicose . E são estas que posteriormente são convertidas nas moléculas de ATP .
Tal como acontece nos cloroplastos , as mitocôndrias possuem um genoma próprio que é constituído por uma molécula circular de ADN em cadeia dupla, esta está localizada na matriz mitocondrial. Ás vezes esta molécula de ADN encontra-se ligada membrana interna da mitocôndria.
Ao contrário do que se passa nos cloroplastos , que sintetizam os seus próprios lípidos, a mitocôndria depende da transferência destes, como por exemplo, os lípidos sintetizados no retículo endoplasmático são importados para as mitocôndrias através de proteínas específicas para esta transferência.

Lisossoma

Ao contrário da maioria dos organelos citoplasmáticos, os lisossomas não foram descobertos pela observação, mas pela dedução. Nos anos 50, De Duve (Prémio Nobel) estudava as hidrolases celulares e descobriu que todas elas, apresentavam um pH óptimo, aproximadamente de 5. De Duve e colaboradores concluíram que as hidrolases deveriam encontrar-se agrupadas num organelo desconhecido, limitado por uma membrana, a qual deveria romper-se para que as enzimas fossem activas nas suspensões. Denominaram lisossoma esse organelo hipotético. Mais tarde atrves da microscopia electrónica confirmaram a existência deste organelo.
Organelos pequenos, com 0,5 m de diâmetro, aproximadamente, que contêm abundantes enzimas hidrolíticas capazes de digerir um grande número e tipo de polímeros biológicos, como por exemplo, proteínas , lípidos, polissacarídeos, etc. Estas enzimas estão rodeadas por uma membrana que encontra-se protegida interiormente por uma camada de glicoproteinas.
Foram identificadas mais de 70 hidrolases diferentes nos lisossomas. Entre estas, figuram enzimas específicas para diferentes substratos: lipases (triglicerídeos lipase, fosfolipases); proteinases (exopeptidases e endopeptidases), glucosidases (exoglucosidades e endoglucosidases); nucleases (desoxirribonucleases e ribonucleases), etc.
Têm como função a degradação de materiais provenientes do meio extracelular por fagocitose ou pinocitose e a digestão de partes da célula (autofagia) que posteriormente serão substituídas por outras mais novas. Daí serem tão importantes nas células dos glóbulos brancos.

*Fagocitose 
- Processo celular em que o citoplasma é capaz de rodear, captar e digerir partículas vizinhas.

* Pinocitose
- Processo celular pelo o qual as células vivas captam pequenas quantidades
  de liquido do ambiente que as rodeia.

* Autofagia
- Processo celular de autodigestão dos seus próprios componentes.
- Por vezes o processo ocorre em organelos denominados vacuolos autofágicos, que envolvem ou
  digerem substâncias constituintes da própria célula.

A digestão intracelular é regulada por algumas macromoléculas, como por exemplo, proteínas, ácidos nucleicos , lípidose polissacarídeos e catalisada por várias enzimas hidrolíticas, como é o caso das proteases, nucleases, lipases, fosfolipases, entre outras.
Outra característica importante deste organelo é o facto de possuir na sua membrana proteínas transportadoras importantes que permitem que os produtos finais de digestão passem para o citosol onde são excretados ou reutilizados pela célula.
No interior dos lisossomas é mantido um pH ácido entre 3 e 6 o que permite uma actividade eficiente por parte das enzimas hidrolíticas.
A acidificação é realizada por bombas de H+ (existente na membrana do lisossoma) que através da utilização do ATP bombeiam os iões de H+ para o lúmen mantendo assim este pH favorável à actividade das enzimas.
Na autofagia, ocorre a digestão de componentes da própria célula. Este processo inicia-se com a formação de autolisossomas e esta ocorre quando uma porção do Retículo Endoplasmático envolve um organelo que deve ser destruído, formando para isso uma vesícula à sua volta. Esta é de seguida acidificada e acaba por se fundir com um lisossoma e dá-se o início da digestão do seu conteúdo.
Na heterofagia, os lisossomas fundem-se com os endossomas (provenientes da endocitose) ou com os fagossomas (provenientes da fagocitose).
Na fagocitose as células especializadas (macrófagos) incorporam e degradam partículas grandes como é o caso de células velhas que o nosso corpo necessita de eliminar, restos celulares e bactérias. Estas são incorporadas em vesículas fagocíticas (fagossomas), que acabam por se fundir originando os fagolisossomas provocando a digestão do seu conteúdo.
Algumas células como é o caso das células envolvidas na formação do tecido ósseo são capazes de exocitar os lisossomas para destruir as células ósseas antigas.

Ribossoma

Partículas sub esféricas com cerca de 25 nm de diâmetro.
São constituídos essencialmente por RNA ribosssómico e por cerca de 50 proteínas estruturais diferentes (ribonucleoproteínas) e não têm nenhuma membrana a envolve-los.
É constituído por duas subunidades independentes, pequena subunidade ribossomal e grande subunidade ribossomal, mas que funcionalmente apresentam-se ligadas entre si.
Estão presentes tanto nas células procarióticas como nas células eucarióticas.
São maiores nas células eucarióticas do que nas células procarióticas.
Originam-se através do nucléolo.
Intervêm na síntese de proteínas.
Estes encontram-se dispersos no citoplasma podendo estar presos uns aos outros por um RNAm dando origem aos polissacarídeos ou presos ás cisternas do retículo endoplasmático, formando o retículo endoplasmático rugoso.
Os polirribossomas produzem proteínas que permanecem no interior da célula e são utilizadas por esta. No entanto, as enzimas produzidas pelos ribossomas presos ao retículo endoplasmático rugoso são expulsas.
Os ribossomas livres sintetizam as proteínas dos peroxissomas ou a cromatina do núcleo.

Complexo de Golgi

Também conhecido como corpo de Golgi ou aparelho de Golgi foi descrito por Camilo Golgi, um microscopista italiano em 1868. Este descobriu este organelo ao estudar células de Purkinje do cérebro da coruja.
Encontram-se em quase todas as células eucarióticasmas é mais abundante nas células dos órgãos responsáveis pela secreção de certas substâncias, como por exemplo, da hipófise .
Constituído por grandes quantidades de vesículas membranosas e achatadas, designadas por dictiossomas. As mais velhas destas vesículas estão esmagadas nos extremos formando desta forma vesículas de secreção.
Tem uma função secretora de glícidos e proteínas e é muito activo na formação das membranas e das paredes celulares. Intervêm, desta forma, no processamento das proteínas ribossomáticas e na sua distribuição pelos dictiossomas.
As vesículas que saem do retículo endoplasmático rugoso são encaminhadas até ao Complexo de Golgi onde vão ser modificadas de acordo com o seu destino final e direccionadas para o mesmo. Esta modificação inclui vários passos desde a fosforilação de resíduos de manose , na face cis, remoção de resíduos de manose , adição de N – acetilglucosamina, ramificação da cadeia (no compartimento médio) e adição de ácido N – acetilenuromínico, na face trans.
A face cis, ou seja, a face de entrada de proteínas. Esta face é convexa e normalmente orientada para o núcleo.
A face trans, ou seja, a face de saída das proteínas para isso são formadas diferentes tipos de vesículas transportadoras. Esta face é côncava.
Na ausência destas vesículas as proteínas saem do complexo de golgi através do fluxo total ou ligadas a lisossomas.

Peroxissomas

Os peroxissomas foram descritos, pela primeira vez, por Rodhin (1954), em células de rato, sendo então designados por "microbodies". Contudo a sua caracterização bioquímica ficou a dever-se a De Duve e colaboradores. Em 1966, De Duve propôs a designação de peroxissoma em substituição da de "microbodies", então generalizada, salientando a existência simultânea, nestes organitos, de duas classes de enzimas: oxidases produtoras de peróxido de hidrogénio (água oxigenada) e catalases. Posteriormente, os peroxissomas foram identificados em diversas células animais e vegetais.
Organelos de pequenas dimensões, no máximo 0,5 µm, rodeadas por uma membrana simples e muito permeável a moléculas de pequenas dimensões, como por exemplo, sacarose, iões inorgânicos, etc.
Contêm abundantes enzimas oxidativas, nomeadamente, as catalases, oxidades, etc.
Intervêm em vários processos, entre os quais, a respiração, a oxidação de ácidos gordos, a biossíntese do colestrol e ainda a nível da regulação.
A síntese das proteínas da membrana e das proteínas enzimáticas da sua matriz ocorre nos ribossomas livres, sendo posteriormente incorporadas nos peroxissomas existentes, estes vão dar origem a novos peroxissomas.

Retículo Endoplasmático

É uma rede de túbulos e sáculos (cisternas) rodeados de membrana, que vai desde a membrana nuclear até ao citoplasma. Todo o retículo endoplasmático é envolvido por uma membrana contínua e é o maior organelo nas células eucarióticas .
As membranas presentes no Retículo Endoplasmático são constituídas por lípidos e proteínas .
A presença ou ausência de ribossomas permitem considerar dois tipos de retículo endoplasmático:
- Retículo endoplasmático rugoso – coberto por ribossomas na sua superfície externa, participa na síntese e armazenamento de proteínas que posteriormente são enviadas para o meio extracelular. A sintese proteica inicia-se no citosol por ribossomas livres. As proteínas devem transitar pelo retículo e possuem uma sequência específica de aminoácidos (N-terminal) que funciona como um sinal que é reconhecido por um complexo de reconhecimento do sinal – SRP (constituído por seis cadeias polipeptidicas e um RNA ). Quando ocorre a ligação do SRP à cadeia nascente pára a tradução do RNAm. Esta só recomeça quando um receptor específico do retículo endoplasmástico rugoso reconhece o conjunto ribossoma – RNAm – cadeia nascente – SRP e promove a ligação deste conjunto ao retículo endoplasmático rugoso o que faz com que ocorra a saída do SRP.

À medida que as proteínas são sintetizadas, o Retículo Endoplasmático vai removendo algumas, nomeadamente:

Proteínas hidrossolúveis – são translocadas através da membrana e de seguida libertadas no lúmen do Retículo Endoplasmático e posteriormente vão ser enviadas sob a forma de vesículas para outros organelos.
Proteínas transmembranares – são translocadas ao longo da membrana mas apenas parcialmente o que faz com que fiquem a fazer parte desta.

- Retículo endoplasmático liso – não possui ribossomas e é constituído por um conjunto de túbulos cilíndricos. Este contêm muitas enzimas na sua membrana. Está envolvido no metabolismo lipídico e no transporte.

Vacúolos

Derivado do retículo endoplasmático.
Estruturas particularmente características das células vegetais . Numa célula vegetal definitiva, a maior parte do volume celular é geralmente ocupado por um único vacúolo de grande tamanho. O mesmo não acontece mas células animais uma vez que são raros e nestas células são apenas pequenas vesículas.
O vacúolo é uma espécie de saco delimitado por uma membrana, designada por tonoplasto.
A pressão osmótica do líquido dos vacúolos, combinada com a contra-pressão parietal exercida pela parede celular, determina os movimentos de água entre o meio exterior e interior da célula . Designa-se por potencial hídrico da célula a diferença entre essa contra-pressão devida à deformação elástica da parede, e a pressão osmótica do vacúolo. O potencial hídrico, habitualmente, situa-se entre -10 e -15 bars, em diversos tecidos vegetais. A água migra sempre dos meios com potenciais hídricos elevados para os de potencial hídrico mais baixo. Assim, a água penetra na célula vegetal (endosmose) e incha o vacúolo, o que provoca a turgidez. O fenómeno inverso, de saída da água (exosmose ou transpiração), provoca a plasmólise da célula : a diminuição do volume do vacúolo tem como consequência o afastamento da membrana plasmática da parede.
No interior podem acumular solutos e outras substâncias, como por exemplo, glícidos , aminoácidos , ácidos orgânicos , açucares , pigmentos hidrossolúveis e ainda materiais insolúveis sob a forma de cristais. Além destas substâncias, o vacúolo contém enzimas , tais como hidrolases, catalases, fosfatases, etc.
O vacúolo desempenha diversas funções importantes, entre as quais referiremos as mais importantes:
- O vacúolo constitui um reservatório de substâncias metabolicamente activas, como açucares , aminoácidos e outras moléculas, ou de subprodutos do metabolismo. Algumas destas substâncias desempenham, pela sua elevada toxicidade, um papel importante na defesa contra animais herbívoros . Entre os produtos acumulados no vacúolo, encontram-se alguns de utilização metabólica imediata. Tal é o caso das plantas que fixam o dióxido de carbono durante a noite e o convertem em malato , que é acumulado no vacúolo até ser mobilizado para a síntese de açucares , em presença da luz. Outros, como os aminoácidos , constituem formas de armazenamento do excesso de azoto , obtido por fixação do azoto atmosférico.
- No vacúolo localizam-se pigmentos responsáveis pela cor vermelha (antocianinas) de pétalas e outros órgãos, ou pela cor amarela (flavonas) de pétalas, e que desempenham um papel importante nas relações planta/animal, em particular na atracção dos polinizadores.
- Devido à elevada concentração de substâncias dissolvidas, no vacúolo, este é responsável pela turgidez da célula , na medida em que a diferença de concentrações entre o interior e o exterior provoca um apelo de água do exterior. A pressão osmótica assim gerada, contrapondo-se à elasticidade da parece celular, confere turgidez à célula vegetal .
- O aumento do volume do vacúolo conduz ao alongamento da célula , processo que decorre enquanto a parede celular não adquirir a sua composição final. Contrariamente às células animais , as células vegetais podem crescer à velocidade de 20-75 µm/h.

Citoplasma

Encontra-se no interior da membrana plasmática .
É um meio fundamentalmente aquoso, designado por hialoplasma , dinâmico com abundantes substâncias dissolvidas, como por exemplo, glícidos , lípidos , aminoácidos , iões , proteínas , etc.
Dependendo da fase de actividade da célula e das condições do meio o hialoplasma pode ser mais aquoso ou mais viscoso deste modo quando é mais aquoso denomina-se citosol e quando é mais viscoso designa-se por citogel.
É no hialoplasma que se encontram, em suspensão, os organelos celulares.
Nas células animais o citoplasma ocupa quase metade do volume da célula ao contrário das célula vegetais em que ocupa uma parte muito pequena do volume da célula devido há existência de grandes vacuolos neste tipo de células .
É frequente a presença, no citoplasma das células animais , de grânulos de cologénio , de microtubos e de filamentos, estruturas proteicas longas (de 5 a 25 nm) que formam uma espécie de esqueleto celular ou citoesqueleto , as quais podem ter funções contrácteis e formam a parte estrutural de alguns organelos e de estruturas celulares, como os cílios, centriolos , etc.
Tem um papel importante a nível do armazenamento de substâncias químicas importantes para a célula .
Ocorre, também, no citoplasma a síntese proteica e a glicólise anaeróbia.

Centríolos

As células animais e algumas das células vegetais mais primitivas têm dois centríolos perto do núcleo
São estruturas pequenas (com 0,2 µm x 0,6µm, aproximadamente) de forma cilíndrica formada por duas peças em posição perpendicular: diplossoma.
Cada cilindro é constituído por nove grupos de três microtúbulos, ligados entre si. À sua volta é típico a presença de uma zona refringente – a centrosfera – e uma cerca de microtúbulos – o aster. Ao conjunto denomina-se centrossoma.
É responsável pela formação do fuso acromáticodurante a divisão celular, uma vez que durante a mitose e meiose os feixes de microtúbulos e microfibrilas são sintetizadas no citoplasmae uma das suas extremidades fica ligada ao centríolo e a outra a uma estrutura celular. Nesta fase o centríolo é duplicado e cada um, com os microtúbulos associados, migra para uma extremidade da célula ajudando na organização das estruturas celulares formadas durante a reprodução celular.
Do centríolo derivam os cílios (0,2µm de diâmetro e 5 a 10 µm de comprimento) e os flagelos (0,2 µm por 50 a 100 µm) geralmente em número de um a quatro, estruturas moveis de algumas células.

Microtúbulos

Filamentos com diâmetro de aproximadamente 24 nm e comprimento variável.
Estruturas proteicas que formam o citoesqueleto na célula , um andaime que a sustenta e lhe dá a forma. Alem da função estrutural têm um papel importante na formação de um substrato onde as proteínas motoras celulares podem interagir.
Os microtúbulos são cilíndricos e ocos e são formados pela polimerização da proteínas tubulina .

Núcleo Celular

Encontra-se apenas nas células eucarióticas .
Nas células eucarióticas o ADN encontra-se separado do citoplasma por uma dupla membrana que delimita um organelo de tamanho considerável, o chamado núcleo celular. Este foi descoberto por Robert Brown em 1833.
O núcleo apresenta uma forma variável, contudo geralmente apresenta uma forma arredondada, lobulada ou oval.
É o organelo mais volumoso e nas células animais encontra-se normalmente no centro da célula enquanto nas células vegetais este é empurrado para a periferia para junto dos outros organelos devido ao tamanho dos seus vacúolos.
Tem como principais funções: armazenar as informações genéticas, sintetizar os ácidos nucleicos necessários para o funcionamento e para a respiração celular e sintetizar ribossomas.

É constituído por:

 *Invólucro nuclear 
     - Separa o meio interior do núcleo do citoplasma .
     - É constituído por uma dupla camada de membrana unitária ondeexistem numerosos poros (de
       25 a 100 nm de diâmetro) que permitem a comunicação com o citoplasma.
       Estes resultam da fusão entre a membrana interna e a externa do invólucro nuclear. 
     - A membrana externa tem continuidade no lúmen de Retículo Endoplasmático e em algumas
       fracções contém ribossomas.

 * Nucléolos 
     - São corpúsculos refrigentes que costumam encontrar-se normalmente num número constante
       em cada tipo de célula (1 ou 2).
     - Tem uma forma arredondada, basófila e rica em moléculas de RNA e 
     proteínas . 
     - Tem uma estrutura reticular formada por uma rede de RNA que apresenta  
     massas de ADN . 
     - Apresenta um aspecto esponjoso e encontra-se mergulhado no nucleoplasma uma vez que não
       tem uma membrana para separa.
     - Tem como função a síntese e amadurecimento do RNA  a partir do          
     ADN a ele associado. As moléculas de RNA antes de chegarem ao
     citoplasma sofrem complexas modificações.   
     - Actualmente, os nucléolos, são considerados constrições secundárias de determinados
       cromossomas.
     - Quanto maior este for e em maior número se encontrar, maior será a síntese proteica da
       célula .

 * Cromatina
     - Formada por massas densas, os electrões  e constituída pela 
     associação das macromoléculas de ADN com um tipo de proteínas denominadas de histonas. Estas 
     associações encontra-se espalhadas pelo núcleo mas, maioritariamente, localizam-se junto 
     dos nucléolos e do invólucro nuclear. 
     - Quando o núcleo não está durante a fase de divisão estes filamentos encontram-se
       bastante enrolados, só assim é que cabem dentro do núcleo.
     - A cromatina pode encontrar-se sob duas formas, ou seja:
                - cromatina condensada (Heterocromatina) – quando a célula
                está em divisão e os cromossomas estao curtos e espessos. 
                - cromatina dispersa (Eucromatina) – quando a célula não 
                está  em divisão e a cromatina encontra-se espalhada pelo núcleo, e os 
                filamentos tornam-se finos e longos.

 * Nucleoplasma

O ADN presente no núcleo encontra-se sob a forma de cromatina durante o período da interfase contudo durante a divisão celular este encontra-se organizado na forma de cromossomas.

O primeiro a observar os cromossomas foi Karl Wilhelm van Nägeli em 1842 mas o seu comportamento apenas foi descrito em 1882 pelo cientista Walther Flemming . Em 1910, Thomas Hunt Morgan provou que os cromossomas são formados por genes.
Quando a célula está em divisão celular o material genético troca de aspecto e aparecem os cromossomas. Estes são filamentos que resultam da condensação da cromatina.
São longas sequências de ADN que contêm vários genes e outras sequências de nucleótidos com funções específicas.
Cada cromossoma tem uma determinada constrição, o centrómero, que divide o filamento dos braços, iguais ou não. Longitudinalmente os cromossomas estão divididos em cromatídeos, excepto imediatamente depois da divisão celular .
Através da observação ao microscópio electrónico podemos verificar que os cromossomas são formados por um longíssimo filamento de 10 nm de diâmetro, que se designa por nucleofilamento. Este filamento encontra-se enrolado de acordo com uma estrutura complexa.
Os cromossomas podem ser classificados de acordo com a posição do centrómero, nomeadamente;

                        - metacêntricos – com um dos braços de longitude sensivelmente igual.
                        - submetacêntricos – com o centrómero um pouco deslocado.
                        - aciocêtricos – quando um dos braços é sensivelmente mais curto.
                        - telocêntricos – se o centrómero parece terminal.

Os cromossomas contêm o ADN da célula e o seu número é constante em todas as células dos organismos da mesma espécie, excepto nas células reprodutoras ( óvulo e espermatozóide). Por exemplo, no Homem são 46 cromossomas distribuídos de cada célula sexual. Ao conjunto dos cromossomas de uma espécie ou de um indivíduo dá-se o nome de cariótipo .

Plasmodesmos

Presentes apenas nas células vegetais .
Durante a formação da parede celular, após a mitose , formam-se canais entre as células filhas, os quais se designam por plasmodesmos.
São estes canais que estabelecem uma circulação molecular selectiva entre as células vegetais .
Têm diâmetros entre 20 e 40 nm.
Os plasmodesmos são atravessados por uma cisterna do retículo endoplasmático, designado por desmotúbulo.

Cloroplastos

Organelo característico da célula vegetal.
Medem cerca de 5 milésimas de milímetro e têm entre 0,5 a 1 milésima de milímetro de espessura.
Fazem parte de um conjunto mais vasto de organelos, os chamados plastos. Neste conjunto estão incluídos além dos cloroplastos, os leucoplastos, os cromoplastos e os amiloplastos.

Leucoplastos

- Pequenos organelos que surgem em tecidos de reserva que estão associados à síntese de alguns tipos de lípidos.

Cromoplastos

- São organelos que se encontram sobretudo nas flores e nos frutos amarelos, cor – de – laranja e vermelhos, pois contêm outros pigmentos, que não a clorofila, os chamados carotenoides que dão estas cores.

Amiloplastos

- Organelos que contêm reservas de amido.

É nos cloroplastos que ocorre a fotossíntese.

Fotossíntese

- Processo através do qual alguns organismos captam a energia luminosa e a acumulam sob a forma de componentes orgânicos. - Sintetizados a partir de substâncias inorgânicas. - Tem como função essencial o nível de reposição do oxigénio atmosférico necessários às formas de vida superiores, como os Humanos, por exemplo. - A luz solar é utilizada para fornecer energia química e esta é utilizada para quebrar as ligações químicas do dióxido de carbono e da água e formar posteriormente novas ligações químicas, para sintetizar matéria orgânica (hidratos de carbono), água e oxigénio.

Contêm clorofila, que é o que dá a cor verde às folhas.

Parede Celular

Presente apenas nas células vegetais.
Devido à presença da parede celular, a distensão do protoplasto fica restrita e, assim, o tamanho e a forma da célula tornam-se fixos na maturidade.
Encontra-se externamente à membrana plasmática .
É uma parede grossa, sólida e resistente, sendo constituída por proteínas e polissacarídeos, nomeadamente, a celulose , cujas moléculas são cadelas lineares de glicose.
A celulose apresenta-se em forma de estruturas filamentosas chamadas microfibrilas (com 4 a 20 nm de diâmetro), que se reúnem em feixes maiores constituindo a armação fundamental da parede celular.
É constituída por três camadas:
- Lamela média – camada mais externa que é compartilhada com as células vizinhas. Esta tem uma natureza péctica.
- Parede Primária – a primeira camada a ser formada.
- Parede Secundária – ocupa uma posição mais interna.
É na parede celular que se encontram as pequenas interrupções designadas por plasmodesmos, através das quais as células comunicam.
A formação da parede celular ocorre na telófase .

Membrana plasmática

Esta estrutura não é totalmente conhecida por ser muito delgada para se conseguir obter imagens conclusivas da mesma.
Através de observações ao microscópio electrónico verifica-se a existência de uma bicamada, ou seja, uma dupla lâmina de fosfolípidos com a sua parte hidrófoba (cadeia de ácidos gordos) dirigida para o interior, coberta externa e internamente por uma camada de proteínas com uma espessura de 7,5 a 10 nm.
Um fosfolípidos contém duas cadeias de ácidos gordos ligados a dois ou três carbonos de uma molécula de glicerol . As cadeias de ácidos gordos formam a porção não polar, hidrofóbica do fosfolípidos. Ligado ao terceiro carbono do glicerol está um grupo fosfato hidrofílico, carregado negativamente. Este grupo, está por sua vez, ligado a um grupo orgânico polar hidrofílico.
Este tipo de moléculas, com regiões hidrofóbica e hidrofílicas distintas, são designadas por moléculas anfipáticas.
A membrana plasmática tem uma permeabilidade seletiva, uma vez que só permite a passagem de determinadas substâncias, depende da sua carga e do seu tamanho.

As moléculas pequenas, lipossolúveis e não carregadas difundem-se facilmente através da bicamada fosfolípidica da membrana.

As moléculas grandes e polares têm de atravessar a membrana por mecanismos específicos de transporte uma vez que a membrana é impermeável a estas moléculas .
Através dos mecanismos específicos de transporte transmembrana é possível haver um controle da composição química interna da membrana.
Este carácter selectivo da membrana pode ser explicado por um modelo de membrana de mosaico fluido, que supõe a existência de poros que estariam ocupados por proteínas .
As proteínas estão distribuídas no seio da camada lipídica sendo que algumas destas proteínas estendem-se ao longo de uma ou duas superfícies de modo que podem actuar como poros e deixar assim passar substâncias, de forma passiva ou ativa.
Esta membrana é coberta externamente por uma parede celular, nas células vegetais(celulosa) e nas bactérias (mureína), ou por um glicocálix (conjunto de glicoproteínas e glicilípidos formado pela conjugação com pequenos glícidos de muitas proteínas e alguns lípidos da face externa da membrana) nas células animais.
A membrana é constituída por glicilípidos (cerca de 50%), colestrol e proteínas membranares (intrínsecas e extrínsecas).
As proteínas intrínsecas – estão embebidas na membrana, usualmente sob a forma de α – hélice, em regiões com 20 a 25 aminoácidos hidrofóbicos . Só são libertadas da membrana quando solubilizadas com detergentes e podem estar ligadas covalentemente aos lípidos da bicamada.
Proteínas extrínsecas – não estao inseridas na membrana mas estão ligadas através de interações com as proteínas intrínsecas, por ligações não covalentes.
As proteínas da membrana plasmática têm funções especificas:
- Proteínas de adesão celular;
- Proteínas com função de “canal”;
- Proteínas de transporte;
- Proteínas receptoras de sinais;
- Proteínas com locais de ligação para elementos do citoesqueleto;
- Proteínas que funcionam como “bombas” dependentes das moléculas de ATP;
- Proteínas que funcionam como enzimas.
Existem dois tipos de proteínas transportadoras:
- Proteínas canal – permitem a passagem de moléculas com um tamanho apropriado através dos poros que formam na membrana. Estes poros podem estar abertos ou fechados em resposta a sinais extracelulares de maneira a controlar o movimento dos iõesatravés da membrana.
- Proteínas transportadoras – são necessárias para o transporte de moléculas de maiores dimensões. Funcionam como enzimas, facilitando a passagem de moléculas específicas através da membrana. Estas moléculas ligam-se às proteínas transportadoras e desta forma já conseguem atravessar a membrana, se for necessário a sua conformação é alterada para facilitar o seu transporte.
É a membrana plasmática que regula as trocas de substâncias entre o interior e o exterior da célula através de diferentes tipos de procedimentos, nomeadamente:
- Difusão passiva – tal como na difusão facilitada esta ocorre a favor do gradiente de concentração. Neste procedimento, as substâncias penetram livremente através da membrana plasmática. Tais como, muitos lípidos, gases como o oxigénio e o dióxido de carbono, água e ureia e numerosos iões inorgânicos.

A difusão da água através da membrana selectivamente permeável , designa-se por osmose. Este processo não requer energia e está relacionado com o potencial osmótico, tal como as passagens por difusão passiva. O potencial osmótico está relacionado com a concentração de soluções no soluto , quanto maior esta for mais negativo é o potencial osmótico da solução. As que contêm menos soluto , designa-se por meio hipotónico . Quando as soluções têm mais soluto , chama-se meio hipertónico . No caso em que as soluções contêm igual concentração de substâncias denomina-se por meio isotónico .

- Difusão facilitada – é uma difusão a favor do gradiente , ou seja, de locais de elevadas concentrações para locais de baixas concentrações. Esta ocorre até ser restabelecido o equilíbrio entre o interior e exterior da célula. Como a difusão é passiva realiza-se através da presença de transportadores, ou seja, moléculas da membrana plasmática que se unem temporariamente com as moléculas que precisam de passar através da membrana, tais como, a glicose e os aminoácidos.
- Transporte Activo – neste procedimento é necessário a utilização de energia , normalmente em forma de ATP. É independente do gradiente de concentração, ao contrário do que acontece na difusão facilitada e passiva.
- Transporte Mediado – é o ingresso ou a captação de moléculas ou partículas, normalmente grandes, para o interior do citoplasma , onde ficam incluídas num vacúolo ou vesícula. Estes fundem-se com a membrana de forma a libertar as substâncias fora das células ou para permitir que entrem na célula.

Quando os vacúolos são pequenos fala-se em pinocitose (a célula incorpora materiais dissolvidos) se são maiores trata-se de fagocitose (a célula incorpora grandes partículas sólidas). Quando são transportadas substâncias para o interior da célula através de vesículas ou vacúolos trata-se da endocitose. Quando a célula expulsa as substâncias indesejáveis para fora através da fusão das vesículas com a membrana plasmática designa-se por exocitose.

Biomoléculas

Proteínas

Membranas