Os dois padrões celulares básicos

Os primeiros seres vivos observados ao microscópio foram obtidos raspando-se levemente os dentes com um palito.

Procariontes e eucariontes

Os primeiros seres vivos observados ao microscópio foram obtidos raspando-se levemente os dentes com um palito. Nessa amostra foi possível perceber a presença de pequenos bastonetes e glóbulos. Mais tarde, puderam ser vistos muitos outros microrganismos e tecidos de animais e vegetais.

Na mesma época, um famoso microscopista escocês, Robert Brown (1773-1858), havia percebido que os animais e os vegetais tinham em suas células uma estrutura em comum, que ele denominou núcleo. Esse núcleo ficava suspenso em uma substância gelatinosa e aparentemente amorfa, que viria a ser denominada citoplasma

Fotomicrografia de célula na qual é possível observar o núcleo (em rosa), o nucléolo (em azul) e a
membrana celular. Diâmetro presumido: 5 μm (cinco micrômetros). (Imagem colorizada por computador.)

Os pequenos bastonetes conhecidos desde as primeiras observações de Leeuwen-hoek eram muito menores do que as células estudadas por Robert Brown e não possuíam uma estrutura semelhante ao núcleo observado em células de plantas e animais. Essa constatação levou os cientistas a reconhecer que nem todos os seres vivos possuíam núcleo celular organizado, formando uma estrutura diferenciada na célula.

Fotomicrografia de bactérias encontradas em bebidas lácteas. Observe a ausência de núcleo organizado. As células, em forma de bastonete, têm cerca de 4 μm (quatro micrômetros) de comprimento. (Imagem colorizada por computador.)

As bactérias mais conhecidas podem ter várias formas, mas todas têm em comum este mesmo fato: não possuem núcleo claramente organizado e delimitado por membrana.

Observe novamente a figura acima, na qual se veem bactérias em grande aumento, por meio de um moderno microscópio eletrônico, e compare-as com a célula da figura anterior (célula rosa com núcleo), também obtida por microscópio eletrônico. Note que, ao contrário desta, a célula da bactéria não apresenta núcleo claramente delimitado: seu material nuclear encontra-se no citoplasma, em uma região que não está isolada por uma membrana específica.

Os organismos cujas células não possuem núcleo claramente organizado são chamados organismos procariotos (ou procariontes).

Esquema tridimensional de célula procariótica em que não existe núcleo claramente organizado.

Os organismos cujas células possuem núcleo celular, isto é, aqueles que têm células eucarióticas, são denominados eucariotos (ou eucariontes).

Esquema tridimensional de célula eucariótica
em que o núcleo é diferenciado das outras estruturas celulares.

As células procarióticas e as células eucarióticas têm duas características em comum. A primeira delas é a clara separação entre o espaço interno e externo das células. Os primeiros cientistas a estudar as células e a observar essa característica imaginaram que deveria haver uma membrana delimitando o conteúdo celular. Ela foi denominada membrana citoplasmática, pois envolve e retém o citoplasma.

O segundo aspecto comum entre os dois tipos de células é o fato de ambas possuírem a informação hereditária armazenada em um mesmo tipo de substância química: os ácidos nucleicos. Vale frisar que mesmo as células que não possuem núcleo claramente organizado têm ácidos nucleicos. As informações hereditárias estão contidas em um ácido conhecido pela sigla DNA, do inglês desoxyribonucleic acid (ácido desoxirribonucleico). Há outros ácidos nucleicos nas células, que atuam na expressão das informações contidas no DNA.

Apesar de haver essas semelhanças muito importantes entre as células eucarióticas e procarióticas, há também muitas diferenças. O DNA das células procarióticas está organizado na forma de uma longa molécula circular, com algumas proteínas frouxamente ligadas a ela, constituindo um cromossomo circular bacteriano, que parece um emaranhado de DNA. É comum encontrar DNA formando pequenos anéis, chamados plasmídeos.

Foto ao microscópio eletrônico de transmissão de um plasmídeo bacteriano. Ampliação de 30 mil vezes. (Imagem colorizada por computador.)

Nas células procarióticas, embora não exista envelope nuclear, o emaranhado formado pelo material genético encontra-se em uma região denominada nucleoide, que pode ser evidenciada por diferentes técnicas de microscopia. Nas células eucarióticas, o DNA dos cromossomos não é circular; ele se parece mais com uma longa linha sinuosa (por isso diz-se que é linear) e se apresenta fortemente ligado a certas proteínas, chamadas histonas, formando cromossomos mais complexos. Células humanas têm em média 1 000 vezes mais DNA do que células bacterianas. Essa grande quantidade de ácido nucleico não pode permanecer distendida no núcleo, e ele é enovelado em certos momentos da vida da célula formando cromossomos que podem ser facilmente observados. O nível de enovelamento do DNA varia ao longo do tempo e depende da fase de atividade celular.

Quando as células eucarióticas estão produzindo proteínas de maneira intensa, os cromossomos não podem ser evidenciados facilmente. No entanto, quando essas mesmas células se preparam para se dividir, elas cessam diversas atividades, como a fabricação de proteínas, e os cromossomos se tornam evidentes e assumem a forma de pequenos bastões. O DNA se enovela com a ajuda de proteínas, o que torna os cromossomos mais visíveis ao microscópio.

Fotomicrografia ao microscópio eletrônico de varredura de par de cromossomos homólogos de célula de mamífero em divisão, na fase de metáfase (os dois cromossomos estão duplicados). Esses cromossomos medem cerca de 3 μm de comprimento. (Imagem colorizada por computador.)

Na célula eucariótica os cromossomos estão no interior de um envoltório membranoso,
composto por duas membranas. No momento da divisão celular esse envoltório nuclear se
desfaz. Observando uma célula eucariótica em divisão, podemos identificar cromossomos, mas
não o núcleo organizado.

Fotografia ao microscópio óptico com técnica especial de coloração de células humanas em meio de cultura. Observe que algumas células estão em divisão (mitose) e nelas não há núcleo organizado. Este aparece em outras células (forma arredondada, corada em rosa). Diâmetro aproximado da célula: 20 μm.

Referência e imagens:

Bizzo, Nélio Novas bases da biologia / Nélio Bizzo. – 2. ed. – São Paulo : Ática, 2013. Conteúdo : v. 1 Células, organismos e populações – v. 2 Biodiversidade – v.3 Corpo humano, genes e ambiente

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