CITOLOGIA
A biologia celular, também chamada de citologia é um ramo da biologia que estuda a estrutura, função e comportamento das células. Todos os organismos vivos são constituídos por células. Uma célula é a unidade básica da vida que é responsável pela vida e funcionamento dos organismos. Podemos dizer que a célula é a unidade morfofuncional dos seres vivos.
A biologia celular então é o estudo das unidades estruturais e funcionais da vida. A biologia celular abrange células procarióticas e eucarióticas e tem muitos subtópicos que podem incluir o estudo do metabolismo celular, comunicação celular, ciclo celular, bioquímica celular e composição celular.
Citologia é uma palavra do grego antigo: kytos, recipiente oco, cavidade, célula + logos, razão, estudo, ciência.
κύτος, kytos, Cyto, forma latinizada do grego kytos "oco, receptáculo vazio, cesto"; usado na ciência moderna desde c. 1859 para designar "célula", talvez especialmente no sentido dado por Aristófanes, de "uma célula da colméia de vespas ou abelhas".
λογία, Logia, Logos, enunciado, discurso, tratado, doutrina, teoria, ciência.
Como agora sabemos as células são as unidades básicas estruturais e funcionais dos organismos, i.e., unidades morfofuncionais da vida. Assim, a biologia celular estuda a parte estrutural, sua constituição bioquímica, figurada ou suas organelas, bem como suas funções e interações com outras e com o meio.
O estudo das células tem avançado à medida que surgem novas tecnologias de investigação tanto para observação quando novas interpretações dos resultados obtidos.
Divisão celular: Mitose
Não se tem certeza absoluta de quem teria inventado o microscópio, mas sabe-se da descoberta das lentes por volta de 1590 - 1591, pelos fabricantes de óculos Zacharias
Janssen e seu pai Hans Janssen.
A invenção do microscópio, também atribuída a Galileu, foi na verdade fruto do aperfeiçoamento realizado pelo naturalista holandês Antony van Leeuwenhoek, que o utilizou na observação de seres vivos.
Este microscópio era dotado de apenas uma lente de vidro. O microscópio primitivo inventado por Leeuwenhoek permitia aumento de percepção visual de até 300 vezes e com razoável nitidez.
E tudo aquilo que se encontrava invisível aos olhos tornou-se visível o suficiente para que pudesse ser pesquisado. Este primitivo microscópio foi construído em 1674 e com ele conseguiu-se observar bactérias de 1 a 2 micra (medida equivalente a um milésimo de milímetro).
Com este simples instrumento, o naturalista estudou os glóbulos vermelhos do sangue, constatou a existência dos espermatozóides e desvendou também o mundo dos microrganismos.
Anos mais tarde o microscópio primitivo de Leeuwenhoek foi aprimorado por Robert Hooke, ganhando mais uma lente e a possibilidade de ampliação de imagem ainda maior. As primeiras observações de Hooke e os estudos de Antony van Leeuwenhoek levaram à descoberta das células. (scielo).
Antonie van Leeuwenhoek
Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) foi um comerciante de tecidos, cientista e construtor de microscópios holandês.
(4)
Partes do microscópio de Leeuwenhoek (1674)(4)
Microscópio de Leeuwenhoek (1674) aumentava 300 vezes (5).
As principais investigações e descobertas de van Leeuwenhoek no estudo da natureza são:
Protistas de água doce, em 1674.
Bactérias, por exemplo, grandes Selenomonas na boca humana, em 1683.
Vacúolo, uma importante organela celular.
Espermatozoide, em 1677.
Fibras musculares e seu padrão em faixas, em 1682.
As hifas do bolor
Fluxo sanguíneo nos capilares de peixes.
Ele observou água estagnada, tecido da gengiva, sangue, tecido muscular e espermatozoides, constatando a existência de estruturas
muito pequenas, impossíveis de serem vista a olho nu.
Robert Hooke
Mais tarde, o físico Robert Hooke (1635-1703) desenvolveu um microscópio mais poderoso e apresentou-o à comunidade científica da época.
Robert Hooke foi um polímata inglês ativo como cientista, filósofo natural e arquiteto, professor de Geometria no Greshan College, em Londres. É considerado um dos dois primeiros pesquisadores a descobrir microorganismos em 1665 usando um microscópio composto que ele mesmo construiu, sendo o outro cientista Antoni van Leeuwenhoek em 1674.
Robert Hooke utilizou como material de observação fatias muito finas de cortiça. Este material era constituído por cavidades microscópicas as quais ele comparou com pequenas celas, quartos de um mosteiro ou convento.
Ele verificou a presença de pequenos espaços, os quais ele chamou de célula, palavra derivada do latim cellula que significa pequeno compartimento. Esse nome foi escolhido porque o pesquisador observou apenas espaços vazios, uma vez que estava analisando células mortas da casca (tecido suber, tecido de proteção) onde era possível visualizar apenas as paredes celulares.
Suber é um tecido formado por células mortas quando maduro com a impregnação de suberina, e que constitui a parte externa da periderme, especialmente presente nos caules e raízes mais velhos e que, quando espesso, poroso e leve, como p.ex. no sobreiro, se constitui na cortiça, usada para fazer rolhas.
Robert Hooke, físico, arquiteto (1635-1703)
Microscópio inventado por Robert Hooke
Microscópio de Hooke e suas partes.
As observações microscópicas que serviram como base para a Micrographia foram desenvolvidas principalmente em 1663. A partir de abril desse
ano, Hooke apresentou novas observações e desenhos à Royal Society, quase
todas as semanas (Neri, 2003, p. 97).
Esse trabalho foi realizado a pedido
da sociedade. No dia 1o de abril de 1663, “O sr. Hooke foi encarregado de
trazer em cada reunião pelo menos uma observação microscópica” (Birch,
1756, vol. 1, p. 215). Thomas Birch assim descreve alguns dos primeiros
relatos de Hooke, apresentados no dia 14 de abril de 1663:
"O sr. Hooke mostrou dois esquemas microscópicos, um representando os
poros da cortiça, cortada tanto transversalmente [longitudinalmente] quanto perpendicularmente; o outro de uma pedra de Kettering4
, que parecia
ser composta por glóbulos, sendo estes ocos, cada um tendo três camadas
grudadas uma na outra, e assim constituindo uma única pedra sólida.
Pediu-se que ele examinasse a casca de outras árvores, e que escrevesse tudo o que conseguisse observar sobre estas aparências e outras semelhantes;
e também que trouxesse na próxima reunião a representação dos pequenos
peixes que nadam no vinagre. (Birch, 1756, vol. 1, p. 218)
Atendendo ao pedido da sociedade, na semana seguinte (dia 22 de abril), “O sr. Hooke trouxe duas observações microscópicas, uma de enguias em vinagre; a outra sobre um mofo azulado sobre um pedaço de couro
mofado” (Birch, 1756, vol. 1, p. 219) (Martins, 2011).
Os "poros" da cortiça
Sobreiro, a árvore de cortiça, Quercus suber L. 1753 (1)
Casca do sobreiro, de onde se produz a cortiça para as rolhas de garrafas. (2)
Quercus suber L. 1753 (cork oak), da família Fagaceae, é uma árvore conhecida como sobreiro, muito cultivada no sul da Europa para extração da cortiça ou “casca”, utilizada na produção de rolhas e outros acessórios como sola de sandálias pelos gregos antigos. O britânico Robert Hooke usou um microscópio rudimentar, em 1665, para observar que a cortiça era formada por numerosos compartimentos vazios, segundo ele, similar a favos de mel. Daí ele os denominou de células, que vem do latim “cellula”, diminutivo para “cella”, referindo-se a lugar fechado ou pequeno cômodo. Sabe-se hoje que a cortiça é o súber, um tecido vegetal morto, ou seja, células mortas destituídas de citoplasma ativo. A retirada da cortiça do tronco do sobreiro é normalmente realizada a cada nove anos. (Vieira)
Descorticamento do sobreiro (3)
Produção das rolhas (3)
Após as análises de Roberta Hooke, diversos trabalhos foram desenvolvidos com o intuito de entender melhor o funcionamento dessas estruturas.
Em 1674, Antonie van Leeuwenhoek analisou algumas células e percebeu que elas não eram apenas compartimentos vazios, mas apresentavam estruturas internas. Esse pesquisador analisou diferentes tipos celulares, tais como protozoários, hemácias e, até mesmo, espermatozoides.
História
Apesar de todos os benefícios discutidos na literatura sobre o uso da HC no ensino, é importante que sejam tomadas algumas precauções; como evitar a pseudo-história, uma História que seleciona fatos, forjando imagens errôneas sobre a Natureza da Ciência. As observações microscópicas de Hooke são um exemplo de pseudo-história; em geral, toma-se Hooke como aquele que “descobriu” a célula e seu papel nos seres vivos. Contudo, ele não descobriu a célula e tampouco desenvolveu qualquer hipótese parecida com a teoria celular. Ao colocar um pedaço de cortiça sob as lentes do microscópio, ele estava interessado nas propriedades físicas desse material, independente de ele ter sido retirado de um ser vivo. Ele queria saber por que a cortiça era leve, flutuava e era elástica. E, ao observar sua microestrutura, utilizou vários nomes diferentes tais como, “caixa”, “bexiga”, “balão”, “buraco”, “poros” e “células”. O termo “célula” vem de “cela”, nome dado aos quartos dos mosteiros da época, logo era apenas uma referência ao formato quadrado observado. Apenas no século XIX, o uso deste termo foi consagrado para denominar as estruturas básicas que formam os seres vivos, a partir de estudos sobre a origem (divisão) das células, levando à síntese teórica de Theodor Schwann (1810-1882) e de Matthias Schleiden (1804-1881), denominada “teoria celular”. A teoria celular passou por novos desdobramentos até constituir o que se aceita atualmente na Biologia Celular. De qualquer forma, a proposta de Schwann e Schleiden foi importante por dar início a um programa de pesquisas em Citologia. A historiografia atual não aceita que tais desdobramentos sejam efeito diretamente da pesquisa realizada por Hooke, no século XVII.
De fato, o que Hooke observou foi a parede celular de células da casca do sobreiro, Quercus suber. Mais especificamente, observou a parede celulósica de células de súber que já não contém a célula viva em seu interior (membrana e protoplasma). Essas células são mortas devido à impregnação por suberina, tornando a casca da árvore altamente impermeável. Este é um processo comum às plantas com crescimento secundário e é bastante exacerbado nessa espécie; em algumas espécies do cerrado brasileiro, por exemplo, o crescimento secundário exacerbado do súber é entendido como uma adaptação para sobrevivência contra as queimadas naturais, muito comuns nesse bioma.
Além das observações sobre a cortiça e do livro Micrographia propriamente dito, Robert Hooke contribuiu para várias áreas das ciências, como Meteorologia, Astronomia, Geologia, Biologia e Física, sendo esta última sua principal área de atuação. Ele foi nomeado o primeiro curador de experiências da Royal Society of London em 1662, foi eleito membro da sociedade em 1663 e ocupou o cargo prestigioso de secretário da Royal Society of London entre 1677 e 1681. Construiu instrumentos científicos importantes, como o primeiro telescópio refletor e a “máquina pneumática” (uma bomba de vácuo importante para o desenvolvimento das pesquisas sobre gases) e aprimorou o microscópio, com o qual fez as observações históricas do Micrographia. Vale ressaltar que este livro contém diversas outras observações minuciosas, variando entre objetos inanimados, como uma unha, e seres vivos ou suas partes. Essa coletânea de observações feitas por Hooke foi considerada uma das mais importantes obras de todos os tempos. Entretanto, mesmo com a necessidade de conhecer a HC segundo uma historiografia atual, Douglas Allchin propõe que os professores não precisam se tornar historiadores profissionais, mas devem estar atentos à precisão histórica. Segundo ele, é fácil perceber quando uma narrativa histórica contém equívocos ou é anacrônica, recaindo no que Butterfield chamou de Whiggismo; ou “ver o passado com os olhos do presente”, nas palavras de Lílian Martins28. Os vícios decorrentes do uso de uma historiografia antiga podem ser identificados, segundo Allchin, por meio da presença de elementos característicos de uma narrativa mítica, a saber: (i) monumentalização, personagem-herói (indefectível e “salvador”) e amplificação do feito científico; (ii) idealização, personagem e feito científico isolado de seu contexto; (iii) Drama afetivo, conflito dramático entre pessoas e ideias; (iv) Narrativa explicativa e de justificação, relação direta, unívoca e linear entre o uso do método e a produção de conhecimento29 . Douglas Allchin arremata escrevendo que “até mesmo não-historiadores podem notar a omissão e a abstração Whiggista. O professor sempre deve empenhar-se em entender o contexto [histórico].”
A teoria celular afirma que:
1) Todos os seres vivos são compostos por células;
2) A célula é a
unidade básica da vida.
3) Um terceiro fundamento foi criado por Robert Remak e
Rudolf Virchov (1855): Toda célula se origina de outra célula.
Com esses
apontamentos, emerge a questão, como surgiu a primeira célula?
O que leva a uma pergunta sempre pertinente sobre a evolução celular, que instiga Lynn Margulis (1981) a lançar a
Teoria Endossinbiótica. Essa teoria mostra que as células primitivas podem ser
observadas em fósseis geológicos, procarióticos e heterotróficos (coacervados)
englobando seres endossinbiontes, ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos,
que estabeleceram relações de simbiose, fazendo com que posteriormente não
conseguissem mais viver isolados.
Depois da existência de células eucariontes, com
organelas formadas, núcleo com envoltório nuclear e código genético-DNA, os
organismos evoluíram para a multicelularidade, possibilitando a formação de tecidos,
órgãos, sistemas e diversidade biológica. A célula toma status como menor unidade
funcional, estrutural e responsável pelos processos químicos do corpo. Também se
organizaram em células autótrofas, que produzem seu próprio alimento-fotossíntese;
e heterótrofas, que não produzem seu alimento.
CITOLOGIA
O estudo da célula
Apesar de hoje ser bem definido o que é uma célula, esse conceito é relativamente recente.
Em 1665, Robert Hooke usou esse termo pela primeira vez para se referir a estruturas que observou ao estudar fatias de cortiça. Hooke observou apenas paredes celulares de células mortas, o que o fez imaginar que as células nada mais eram do que pequenos compartimentos.
Micrografia do suber de Quercus subuer L. 1753.
Desenho de uma mosca e parte da asa feito por Robert Hooke e
publicado em sua "Micrografia".
Pulga desenhada por Robert Hooke em sua Micrographia.
Pulga vista com um microscópio eletrônico de varredura.
Cortiça vista ao microscópio, ilustração de Robert Hooke.
Após a descoberta das células, vários estudiosos começaram a analisar os organismos em sua forma microscópica. Vários estudos estavam focados nessa área, destacando-se o trabalho de Anton van Leeuwenhoek, que observou organismos como bactérias, protozoários e até mesmo espermatozoides humanos.
Theodor Schwann (1810-1882), médico, pai da moderna Histologia foi co-proponente da Teopria Celular, juntamente com Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), Botânico, que estudou os vegetais.
Theodor Schwann usou poderosos microscópios recentemente desenvolvidos para examinar tecidos animais. O uso desses equipamento permitiu-lhe observar células animais e reconhecer as suas diferentes propriedades.
O seu trabalho complementou o de Matthias Jakob Schleiden feito sobre tecidos vegetais e foi influenciado pelos seus resultados, estabelecendo-se um trabalho de cooperação e amizade.
Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) transformou seu amor pela botânica em uma busca em tempo integral. Schleiden preferiu estudar a estrutura das plantas ao microscópio. Como professor de botânica na Universidade de Jena, ele escreveu "Contributions to our Knowledge of Phytogenesis" publicado em 1838, no qual afirmava que todos os tecidos vegetais que formam todas as partes das plantas, são constituídos por células e que um organismo vegetal embrionário surge de uma única célula.
Desta forma, Schleiden e Schwann foram os primeiros a formular o que era então uma crença informal, transformando essa crença em um princípio fundamental da biologia celular.
Theodor Schwann (1810-1882) médico, estudando animais desenvolveu a Teoria celular.
Matthias Jakob Schleiden (1804-1881),botânico, estudando vegetais conclui que todos os vegetais são constituídos por células.
Ambos pesquisadores chegaram a conclusões bastante semelhantes sobre a constituição dos seres vivos. Eles publicaram suas ideias de forma independente e nestes trabalhos afirmam que todos os organismos são constituídos por células. Surgia aí o principal pilar da Teoria Celular.
A ideia foi aceita imediatamente por vários pesquisadores, incluindo-se o médico, antropólogo e patologista Rudolf Ludwig Karl Virchow (1821 - 1902), que adicionou um terceiro postulado à teoria. Este postulado afirma que toda célula só poderia surgir de outra preexistente.
O pesquisador ficou famoso por sua afirmação “Omnis cellula ex cellula”, que significa “toda célula origina-se de outra célula”.
"Omne vivum ex vivo" (ou, Omne vivum ex ovo) frase latina que significa literalmente e é traduzida como "toda a vida vem da vida", e cujo significado é "todo ser vivo vem de outro ser vivo". Esta frase foi expressa pelo médico italiano Francesco Redi (1626-1698), após realizar experimentos brilhantes para demonstrar a falsidade da crença na geração espontânea de vida a partir de coisas (matéria) não vivas presentes no meio ambiente. Para evitar problemas com a inquisição como os sofridos por Galileu Galilei: ele usou a frase latina de ressonâncias bíblicas) "Omne vivum ex vivo", i.e., "Todo ser vivo procede da vida".(6)
Uma variante posterior da frase, usada no mesmo sentido, Omne vivum ex ovo, Todo ser vivo vem de um ovo, é devida a Carl von Linnaeus (1751).
Assim, esses pesquisadores de forma independente estabeleceram as bases da teoria celular, que está assentada em três principais postulados:
1. Todos os seres vivos são formados por células e estruturas delas derivadas.
2. As células são unidades funcionais dos organismos, uma vez que diversos processos vitais ocorrem no interior dessas estruturas.
3. Uma célula origina-se por meio da divisão celular, ou seja, uma célula só surge a partir de outra preexistente. (Todas as células apresentam capacidade de divisão).
Modernamente a teoria celular estabelece que:
(1) Todos os organismos vivos são compostos por uma ou mais células.
Organismos com uma célula: unicelulares,
Organismos com mais de uma célula: pluricelulares. Este postulado nos diz que a célula é a menor unidade da vida.
(2) Todas as reações químicas de um organismo vivo, incluindo as reações de biossíntese e as de seus processos de liberação de energia, ocorrem dentro das células; isto equivale a dizer que todas as células apresentam METABOLISMO.
(3) Todas células originam-se de outras células, i.e., toda célula se reproduz por divisão.
(4) Todas células contêm as informações hereditárias do organismo do qual elas são parte, e essa informação é passada da célula mãe para a célula filha.
Mais tarde, foi por meio do uso do microscópio que o cientista físico Robert Brown no ano de 1833 observou e descreveu o núcleo celular. Esse por sua vez diz respeito ao local em que é encontrado o material genético da célula. É importante salientar que apenas os seres eucariotos possuem núcleo organizado protegido por uma membrana a carioteca, enquanto os organismos unicelulares procariotos apresentam seu material genético ligado apenas ao mesossomo, não possuindo uma membrana protetora. Desta forma o genoma dos procariotos pode ser chamado de nucleoide (DNA circular acoplado ao mesossomo).
POR DENTRO DA CÉLULA
CLASSIFICAÇÃO DAS CÉLULAS
Quanto a organização nuclear ou presença do núcleo
Procariótica e Eucariótica
Células Procarióticas
A célula procariótica apresenta uma organização estrutural simples, destituída das organelas membranoso presentes na célula eucariótica.
A célula procariota está envolta por uma cápsula, uma parede celular, ausente nas células eucariotas animais e vegetais (a parede da célula vegetal é constituída por microfibrilas de celulose polissacarídica, imersas em uma matriz constituída por outros dois polissacarídeos, as hemiceluloses, que estabilizam a parede celular, e as pectinas, que participam da constituição da lamela média, a qual une as paredes das células vizinhas).
Além dessas estruturas básicas, os procarioto, podem apresentar outras estruturas especializadas, como fímbrias, flagelo, mesossomo, ribossomos e cápsula.
Bactérias e Arqueias
Bactéria
Tipos de bactérias
Arqueias
Células Eucarióticas
Proctotistas
Fungi
“Talofitas”
Archaeplastida (Plantas)
Metazoa
Quanto ao número de células
Organismos unicelulares
Organismos pluricelulares
Célula
Núcleo
Citoplasma
Membrana plasmática
Parede celular
Núcleo
Palavra latina: nucleus, caroço, centro.
O núcleo é a região da célula onde se encontra o material genético (moléculas de DNA, desoxirribonucleic acid, ácido desoxirribonucleico, ou cromossomos) dos organismos eucariontes, tanto unicelulares quanto dos pluricelulares.
O núcleo é considerado uma organela celular membranosa, uma vez q é circundado por uma membrana dupla e foi descoberto pelo pesquisador Robert Brown (1773-1858), botânico escocês que o descreveu em 1839, e é um componente fundamental para o funcionamento celular.
O núcleo foi a primeira organela a ser descrita. Observações dessa região celular foram feitas em 1682 pelo “pai da microbiologia”, o holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), e posteriormente, em 1802, pelo botânico austríaco Franz Andreas Bauer (1758-1840). Contudo, a descoberta do núcleo celular é freqüentemente atribuída a outro botânico: o escocês Robert Brown (1773-1858), que descreveu essa região celular 29 anos depois (1839), a partir do exame de células de orquídeas.
Contudo, nenhum dos três arriscou-se a indicar uma função para essa estrutura recém-descrita. O primeiro a sugerir um papel para o núcleo celular foi o alemão Matthias Schleiden (1804-1881), botânico considerado um dos fundadores da teoria celular, que apresenta as células como a unidade funcional básica dos seres vivos. Um ano antes da descrição de Brown, Schleiden propôs que o núcleo seria o local responsável pela geração de novas células.
As afirmações de Schleiden foram duramente criticadas e somente em 1876 as pesquisas do zoólogo alemão Oscar Hertwig (1849-1922) com embriologia de ouriços marinhos, anfíbios e moluscos indicaram que o núcleo celular tinha participação no processo de formação de novas células e, posteriormente, de novos seres vivos. A participação dessa organela nos processos hereditários tornou-se clara apenas algumas décadas depois, no início do século XX (Borges, 2008)
O sistema de dupla membrana que envolve o núcleo é chamado de carioteca. Uma dessas membranas é mais externa e permanece em contato com o citoplasma e com o retículo endoplasmático, a outra é mais interna e está em contato com a cariolinfa (material genético). Além disso a carioteca apresenta inúmeros poros.
O núcleo apresenta formato variado, sendo geralmente arredondado, esférico ou alongado, com cerca de 5 a 10 μm de diâmetro.
Como norma geral, cada célula apresenta apenas um núcleo, mas algumas células podem ser multinucleadas, como é o caso das fibras musculares esqueléticas. Podemos destacar ainda que algumas células não apresentam núcleo quando maduras i.e., são células anucleadas, como é o caso dos eritrócitos (hemácias ou glóbulos vermelhos).
O núcleo é considerado o centro de controle das atividades da célula e também o local onde estão armazenadas as informações genéticas. As funções desempenhadas por ele só são possíveis graças à presença de DNA (ácido desoxirribonucleico) em seu interior, pois são essas moléculas que possuem genes, que, por sua vez, são responsáveis pela síntese de todas as proteínas. Além dessas funções, é no núcleo que ocorrem a síntese e o processamento dos diferentes tipos de RNA.
O núcleo é envolto por um sistema de dupla membrana chamado de carioteca.
Núcleo e nucléolo
Núcleo reti
Citoplasma
Citoplasma é o nome dado à região interna da célula, constituída basicamente por proteínas, aminoácidos, sais, e lipídios. Na célula eucariota o núcleo está localizado entre a membrana plasmática e a membrana do núcleo carioteca.
A célula procariota não apresenta um núcleo definido, podemos dizer que o citoplasma é a região interna desta célula.
O citoplasma é uma região celular importante, é ali que ocorrem inúmeras reações bioquímicas importantes para a manutenção da vida.
Não podemos esquecer de que é no citoplasma das células eucariotas que encontraremos, as organelas celulares: como a mitocôndria e o complexo golgiense, o centríolo, os retículos rugoso e liso, o cloroplasto, os ribossomos, os vacúolos, os lisossomos. A região localizada entre as organelas é chamada de matriz citoplasmática ou citosol e apresenta consistência gelatinosa.
O citoplasma é responsável por armazenar substâncias químicas fundamentais para a manutenção da vida. O citoplasma também possui a função estrutural, de sustentação esquelética celular, através de uma estrutura constituída por microfilamentos e tubos proteicos que mantem a forma da célula. Essa rede proteica é chamada de citoesqueleto.
Citoesqueleto (preparaenem)
Membrana plasmática
O termo membrana celular foi originalmente usado por Nageli e Cramer (1855) para a cobertura de membrana de um protoplasto. A membrana celular, também conhecida como membrana plasmática (MP), membrana citoplasmática ou plasmalema, é uma membrana biológica que separa o interior de todas as células do ambiente externo (espaço extracelular) e protege a célula de seu entorno. Schwann descobriu a membrana plasmática no ano de 1838.
É uma membrana lipoprotéica, semipermeável que envolve a célula, separando-a do meio exterior.
Sua funções principal é proteção: proteção mecânica (contra choques físicos) e controle do q entra e sai da célula: permeabilidade seletiva (controle da entrada e saída de substâncias).
A membrana plasmática é uma membrana biológica que envolve todas as células vivas para separar e proteger os componentes internos do meio exterior.
Ela protege a célula contra os vários estressores ou substâncias externas. É composto por uma bicamada fosfolipídica, proteínas, lipídios, carboidratos e outros componentes. Os componentes distintos da membrana plasmática a tornam uma barreira seletivamente permeável (permeabilidade seletiva).
É semipermeável, ou seja, apresenta apresenta permeabilidade seletiva porque regula o que entra e sai por meio de mecanismos de transporte celular (transporte ativo ou passivo). Também facilita a transmissão de sinais celulares (comunicação celular). É muito flexível, permitindo que certas células, como glóbulos vermelhos e glóbulos brancos, mudem de forma à medida que passam por capilares estreitos.
Características da Membrana
1) É lipoprotéica: é constituída quimicamente por lipídios (fosfolipídios) e proteínas;
2) É semipermeável: funciona como um filtro, permitindo a passagem de substâncias pequenas (como água e íons: Na+, K+, Cl-) e impedindo ou dificultando a passagem de substâncias de grande porte (como proteínas);
3) Apresenta permeabilidade seletiva, ou seja, controla a passagem de substâncias de acordo com a necessidade da célula (sais, glicose, aminoácidos, ácidos graxos, água, etc);
4) É boa condutora de eletricidade: devido a presença de lipídios;
5) Apresenta grande elasticidade: devido à presença das proteínas;
6) Apresenta estrutura trilaminar: Quando vista ao microscópio eletrônico, apresenta-se constituída por três camadas: duas camadas de fora mais densas e uma camada interna menos densa.(1)
Como as membranas biológicas delimitam e separam um ambiente interno do ambiente externo, é necessário que formas de transporte e de comunicação sejam constantemente estabelecidas através delas. Em outras palavras, as membranas biológicas têm a função básica de criar um meio interno diferente do meio externo que as circundam e permitir que haja trocas entre estes dois meios.
Tais trocas se dão através de vários tipos de transporte: através da bicamada lipídica ou diferentes poros protéicos. Basicamente, os transportes podem ou não envolver gasto de energia, sendo classificados como ativo ou passivo, respectivamente.
Quando o transporte se dá através da bicamada é denominado não-mediado e será sempre do tipo passivo, i.e., sem gasto de energia.
Quando o transporte envolve proteínas da membrana é chamado de transporte mediado e poderá ser passivo ou ativo.
Objetivos do transporte
Para tornar o meio interno propício ao funcionamento da célula as concentrações de água e sais devem ser mantidas constantes. Mudanças nas concentrações de sais ou da água podem levar as células a murcharem ou incharem, gerando danos imprevisíveis e até a morte celular.
Assim os transportadores (proteínas) localizados na membrana são fundamentais para manutenção das condições ideais a qualquer custo. Estes transportadores nada mais são do que poros específicos que permitem a passagem, em alguns casos, de apenas um tipo de substâncias.
Além de manter as condições ideais para o metabolismo celular, estes mecanismos de transporte através das membranas também são essenciais para que as células executem suas funções. Os neurônios, por exemplo, necessitam propagar o impulso nervoso ao longo de suas membranas e fazem isto através do transporte de íons. As contrações dos músculos também dependem do transporte celular.
Difusão passiva
Difusão por definição é o movimento de íons ou moléculas de regiões de alta concentração para regiões de baixa concentração, ou seja, a favor de um gradiente de concentração.
Tipos de transporte
Transporte pela membrana
Muitas substâncias entram ou saem das células por difusão passiva, isto é, o soluto penetra na célula quando no citoplasma sua concentração é menor do que no meio extracelular e sai da célula no caso contrário. Nesse processo não há consumo de energia. Trata-se de um processo físico de difusão.(teliga)
Moléculas pequenas como CO², O², etanol e água, bem como moléculas solúveis em lipídios cruzam através da bicamada lipídica. Moléculas maiores como a glicose e os aminoácidos, que são insolúveis em lipídios, atravessam através de poros proteicos.
Parede Celular
A parede celular possui como principal função a proteção.
Protege a célula, reforçando-a.
Assim, desempenha um papel importante no evitamento da plasmoptise (ruptura da célula devido ao aumento de líquido em seu interior).
A parede celular está presente em arquéias, bactérias, alguns protozoários, fungos, algas e plantas.
A parede celular está presente em: plantas, algas, fungos e bactérias. Entretanto, as composições variam segundo o tipo de organismo.
A seguir, são apresentadas a composição da parede celular dos principais organismos que a possuem.
Parede Celular das Plantas
Formada por microfibrilas de celulose, a parede celular das plantas possui geralmente uma parede primária e outra secundária.
Parede Celular das Algas
Formada por diferentes tipos de celulose como as paredes de glicoproteínas e polissacarídeos.
Parede Celular dos Fungos
Formada por quitina, e nalguns casos, por celulose, a parede celular dos fungos protege esses organizamos contra os invasores.
Parede Celular Bacteriana
Formada por peptidoglicano (açúcares ligados a aminoácidos), a parede celular bacteriana é classificada em Gram Positiva e Gram Negativa.
Esquema da parede celular
Parede celular
Organelas celulares
Ribossomos livres encontrados no citoplasma
Podem ocorrer como um único ribossomo ou em grupos conhecidos como polirribossomos ou polissomos.
Ocorrem em maior número que os ribossomos associados ao retículo, em células que retém a maioria das proteínas fabricadas.
Responsáveis pelas proteínas que estão em solução no citoplasma ou formam elementos móveis ou estruturas citoplasmáticas importante.
Ribossomos associados ao retículo são encontrados associados à membrana exterior do Retículo endoplasmático (RE) constituindo o RE rugoso.
Ocorre em maior número que os ribossomos livre, em células que secretam suas proteínas fabricadas (ex., células pancreáticas produtoras de enzimas digestivas).
Responsáveis pelas proteínas que formam membranas ou ou são empacotadas e estocadas em vesículas no citoplasma ou são exportadas para o exterior da célula.
Ribossomos também estão localizados na mitocondria e cloroplastos de células eucariotas; eles são sempre menores que os ribossomos citoplasmáticos e são comparáveis aos ribossoomos procariotos em tamanho e sensibilidade a antibióticos; entretanto, os valores de sedimentaçãos (s = unidade Svedberg: uma medida da taxa de sedimentação de um componentes em uma centrífuga, relacionando peso molecular e a forma 3-D do componente)varia nos diferentes filos. Ribossomos procariotos e eucariotos executam as mesmas funções pois fazem o mesmo conjunto de reações químicas; entretanto, ribossomos eucariotos são muito maiores que os procariotos e a maioria das suas proteínas são diferentes. Ribossomos mitocondriais e dos cloroplastos assemelham-se aos ribossomos bacterianos.
As células aplicam considerável esforço para a produção destas organelas essenciais; por exemplo, uma E. coli contém mais ou menos 15000 ribossomos, cada um com um peso molecular de aproximadamente 3 x 106 daltons constituindo 25% da massa total dessas células bacterianas. (UFMG)
AULA PRÁTICA DE MICROSCOPIA
E CITOLOGIA
1. Lente ocular
2. Tubo binocular
3. Parafuso de fixação
4. Revólver com lentes objetivas
5. Cabeçote
6. Braço ou coluna
7. Platina ou mesa
8. Condensador
9. Diafragma do condensador
10. Manipulador da lente do condensador
11. Parafusos de centralização do condensador
12. Porta-filtros
13. Suporte para lente auxiliar
14. Parafuso macrométrico e parafuso micrométrico
2. Tubo binocular
3. Parafuso de fixação
4. Revólver com lentes objetivas
5. Cabeçote
6. Braço ou coluna
7. Platina ou mesa
8. Condensador
9. Diafragma do condensador
10. Manipulador da lente do condensador
11. Parafusos de centralização do condensador
12. Porta-filtros
13. Suporte para lente auxiliar
14. Parafuso macrométrico e parafuso micrométrico
15. Suporte da lâmpada
16. Diafragma de iluminação
16. Pé ou base
Prática 1: Observação de catáfilos de Allium cepa L. 1753
A Cebola Allium cepa L. é uma planta herbácea bienal pertencente à família Amaryllidaceae. É a espécie mais cultivada do gênero Allium. É uma hortaliça de grande consumo em todo o mundo, originária da Asia Central e Pérsia (atual Irã), é cultivada na India e na China há 5.000 anos, e propagou por toda a África e Europa. A cebola foi trazida para o Brasil pelos colonizadores portugueses. O bulbo da cebola é formado por catáfilos, que são folhas reduzida e pequena não fotossintetizante, que conferem proteção a gemas e, em alguns casos, agem como reservas de nutrientes. Os catáfilos incluem brácteas, bractéolas e escamas, bem como quaisquer folhas pequenas que se assemelhem a escamas, na cebola os catáfilos atuam como reserva de nutrientes.
(Brickell, Christopher, ed. (1992). The Royal Horticultural Society Encyclopedia of Gardening. Dorling Kindersley. p. 345.)
Materiais necessários
Lâminas e laminulas para microscopia, água, conta-gotas, catáfilos de cebola.
Procedimentos:
1) Pingar uma gota de água no centro da lâmina.
2) Com o auxílio de uma pinça coletar um pedaço do catáfilo.
3) Colocar o pedaço do catáfilo em cima da gota de água.
4) Cobrir a amostra com uma lamínula.
5) Observar ao microscópio: focalizar usando a objetiva de 10x e em seguida a de 40x. Girar vagarosamente o micrométrico para obter o melhor foco.
6)Fazer um desenho das células observadas.
Aumento utilizado:
Prática 2: Observação de células animais: células da bochecha
Células do Epitélio Oral
A cavidade bucal é a porta natural de entrada de alimentos para o organismo
e a abertura do sistema digestivo. É constituída por uma cavidade virtual, o Vestíbulo (a região que circunscreve a gengiva e as arcadas dentárias), e uma cavidade
real, a Cavidade Oral propriamente dita (a região posterior à gengiva e às arcadas
dentárias). Está associada a funções básicas e essenciais para o bem-estar da pessoa como mastigação, fonação e deglutição.
Mucosa bucal.
Formada por duas camadas de tecido de origens embriológicas distintas: o epitélio e a lâmina própria. O epitélio pode ser do tipo não-queratinizado, para- -queratinizado ou queratinizado (Quadro 9.1), e é classificado como estratificado pavimentoso. O tecido conjuntivo que forma a lâmina própria é composto por fibras colágenas, fibroblastos, células de defesa, vasos sanguíneos e nervos. Os dois tecidos interagem por meio das papilas conjuntivas da lâmina própria e as cristas epiteliais que se formam no epitélio sobrejacente.
Bochechas.
Em vez de três faces, apresentam apenas duas: mas, da mesma forma que os lábios, apresentam um músculo central, o músculo bucinador, formado de fibras musculares estriadas esqueléticas. Externamente são resvestidas por pele e internamente por uma mucosa de epitélio estratificado pavimentoso não queratinizado e tecido conjuntivo frouxo rico em fibras elásticas que se prendem ao músculo da bochecha, evitando o pregueamento da mucosa durante o processo mastigatório, especialmente quando a boca está fechada. (HISTOLOGIA DA CAVIDADE ORAL. Cap. 9. Ricardo Bentes Azevedo, Jorge Faber, Soraya Leal, Carolina Lucci. s/d).
Materiais
Lâminas e lamínulas para microscopia, pinças de ponta fina, palito de picolé ou de fósforo, papel higiênico, conta-gotas com água, pissetas com água, álcool 70%, papel filtro, solução de azul de metileno 0,5%.
Procedimentos
1) Com um palito ou espátula raspar, levemente, a parte interna da bochecha.
2) Fazer um esfregaço espalhando sobre uma lâmina de vidro o material raspado da bochecha.
3) Fixar o material mergulhando a lâmina com o esfregaço em álcool 70%. Aguardar 2 minutos.
4) Retirar a lâmina do álcool e escorrer o excesso de líquido em um pedaço de papel filtro.
5) Colocar a lâmina sobre a bancada e pingar, sobre a região do esfregaço, uma gota de corante azul de metileno. Aguardar 2 minutos.
6) Com o auxílio de uma pisseta, lavar a lâmina para retirar o excesso de corante.
7) Pingar uma gota de água sobre a região do esfregaço. Cobrir com uma lamínula.
8) Retirar o excesso de água com um pedaço de papel de filtro.
9) Observar ao microscópio: focalizar usando a objetiva de 10x e em seguida a de
40x. Girar vagarosamente o micrométrico para obter o melhor foco.
Fazer um desenho das células observadas.
Aumento utilizado:
FOTOS DO MATERIAL VISTO AO MICROSCÓPIO
(Fotos: Profa. Pâmela)
(Fotos: Profa. Pâmela)
TECIDOS VEGETAIS
Folhas
Folhas são órgãos em forma de lâmina, onde o tecido fotossintético se encontra de forma a facilitar a captura dos fótons (luz solar) o que facilita a fotossíntese.
Além de serem responsáveis pela fotossíntese, as folhas também possuem estruturas que possibilitam a realização das trocas gasosas com o ambiente, os estômatos. Essas trocas são: a liberação do oxigênio, um dos produtos da fotossíntese, como a captura do gás carbônico, para as reações da fotossintéticas, como a liberação do mesmo durante a respiração.
Por fim, podemos também atribuir às folhas a função da evapotranspiração. Através das folhas o vegetal libera para o ambiente água na forma de vapor. Assim, esse fenômeno não só é essencial para o equilíbrio hídrico do vegetal, como também para possibilitar o transporte de seiva, pelo corpo da planta. Além de contribuir para o equilíbrio da hidrosfera.
Os tecidos vegetais estão organizados em sistemas.
Esses sistemas formam-se através de processo de
diferenciação, a partir do Meristema, o qual contém
células totipotentes, ou seja, que podem tornar-se qualquer outro tipo de célula ou tecido.
Sistema dérmico
O sistema dérmico forma a cobertura mais externa de
proteção da planta;
Sistema vascular
O sistema vascular compreende os tecidos condutores
Xilema e Floema, que
estão imersos no sistema fundamental;
Sistema fundamental
O sistema fundamental está relacionado tanto ao suporte
da planta como à
fotossíntese.
DIVISÃO CELULAR
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REINO DAS PLANTAS
O reino vegetal consiste em formas de vida eucarióticas multicelulare com seis características fundamentais: 1) fotossíntese como o modo quase exclusivo de nutrição, 2) crescimento essencialmente ilimitado nos meristemas, 3) células que contêm celulose em suas paredes e são, portanto, um tanto rígidas, 4) ausência de órgãos do movimento, a 5) ausência de sistemas sensoriais e nervosos e histórias de vida que mostram 6) alternância de gerações ou metagênese.
Embora alguns pesquisadores afirmem que nenhuma definição do reino exclui completamente todos os organismos não vegetais ou mesmo inclui todas as plantas.
Muitas plantas, por exemplo, não são verdes e, portanto, não produzem seu próprio alimento pela fotossíntese, sendo parasitas de outras plantas vivas. Outros obtêm seus alimentos de matéria orgânica morta. Muitos animais possuem características semelhantes a plantas, como falta de mobilidade (por exemplo, esponjas) ou a presença de uma forma de crescimento semelhante a uma planta (por exemplo, alguns corais e briozoários), mas em geral esses animais carecem de outras características vegetais. Alguns sistemas de classificação anteriores colocaram grupos difíceis, como protozoários, bactérias, algas, bolores limosos e fungos no reino vegetal, mas diferenças estruturais e funcionais entre esses organismos e plantas convenceram a maioria dos cientistas a classificá-los em outros taxa.
Existe, entretanto, uma proposta de definição para o reino Archaeplastidae, que inclui todos os organismos, formando um reino monofilético. Essa característica é a origem do cloroplasto por endossinbiose primaria.
Assim, o que atualmente chamamos de plantas é um grupo monofilético que inclui as glaucófitas, as algas vermelhas (Rhodophytas) e organismos fotossintetizantes verdes, i.e., as clorofitas e plantas terrestres; estas invadidram e conquistaram a terra firme. Todos estes organismos são origindos de um único evento de endossimbiose primária.
Assim, o clado Viridiplantae (literalmente algas verdes e plantas terrestres) é um agrupamento monofilético de organismos eucariotos constituído pelas algas verdes, que são primariamente aquáticas, e pelas plantas terrestres (Embryophyta), que emergiram a partir de uma mesma linhagem ancestral.
Os plastídios primários (oriundos de endossimbiose primária) são caracterizados pela presença de duas membranas, ambas de natureza cianobacteriana, e são encontradas em algas vermelhas, algas glaucófitas e algas verdes, e plantas terrestres (embriófitas) sendo que o grupo das algas verdes, a linhagem unicelular, deu origem às plantas terrestres. Este conjunto tripartido é conhecido como Plantae ou Archaeplastida (segundocientista).
A partir dessa endosssimbiose primaria esse organismo ancestral evoluiu para ocupar diferentes ambientes e entre eles o ambientes terrestre umido, e posteriormente todo o ambiente de terra firme; para isso houve a necessidade de desenvolver tecidos especializados.
TECIDOS VEGETAIS
Como exemplo vamos estudar os tecidos encontrados nas folhas das plantas. A seguir são listados os tecidos encontrados nas folhas a partir da epiderme adaxial a epiderme abaxial.
Cutícula
Epiderme superior
Parênquimas:
Parênquima Paliçádico - Tecido Clorofiliano (ou parênquima paliçádico)
Parênquima Lacunoso - Tecido Lacunoso (ou parênquima esponjoso)
Tecidos de condução vasculares:
Xilema
Floema
Epiderme inferior
Cutícula
As folhas são os principais órgãos vegetais com a função realizar a fotossíntese, processo físico-químico essencial para produção de fotoassimilados ou fotossintatos que garantem a sobrevivência da planta.
A folha apresenta duas faces: a face adaxial (superfície superior da lâmina foliar) e a face abaxial (superfície inferior da lâmina foliar), sendo basicamente formadas por um sistema dérmico (epiderme), um sistema fundamental (mesófilo constituído de parênquimas) e um sistema vascular (feixes vasculares, xilema e floema).
As folhas são verdadeiras fábricas da natureza, usando energia do sol elas fabricam um ilimitado número de substâncias importantes para sua sobrevivência, além de produzirem neste processo o oxigênio importante para nossa respiração.
Ao realizar a fotossíntese, a planta produz as substâncias orgânicas nutritivas de que necessita para se manter viva, utilizando, para isso, a energia luminosa do sol, capturada por uma organela celular chamada cloroplasto. (modif. coladaweb)
Essas substâncias organicas formam a seiva elaborada, composta, principalmente, de água e glicose, que é transportada das folhas onde são produzidas , através do caule para as demais partes do vegetal, onde será consumida ou armazenada.
Gás carbônico + água → Glicose + oxigênio
Para que ocorra a produção de glicose durante a fotossíntese, a planta precisa retirar do ambiente as seguintes substâncias: água e gás carbônico.
A água é retirada do solo através dos pelos absorventes presentes na raiz e transportada pelos vasos do xilema pelo caule até as folhas. Estas contêm grande quantidade de estômatos, por onde penetra o gás carbônico do ar.
A clorofila, pigmento verde presente em grande número nos cloroplastos, captura a energia luminosa (fótons) do sol, necessária para que a água e o gás carbônico possam ser transformados em glicose. Por isso, as folhas da planta estão sempre dispostas da melhor forma possível para que recebam bastante luz diretamente do Sol.
Transpiração
A transpiração é um mecanismo através do qual a planta perde água na forma de vapor, permitindo o controle de sua temperatura interna, pois, ao evaporar, a água retira calor da superfície da folha, refrescando-a. Devido à transpiração surge na folha uma força de sucção, provocando a subida da seiva bruta (água e sais) da raiz para a parte aérea da planta (folhas).
Desta forma, à medida que a água é perdida por transpiração, a folha retira água do caule e este, por sua vez, a retira das raízes, forçando-as a absorverem seiva bruta do solo. Com isso, forma-se uma coluna contínua de água no interior do caule, desde as raízes até as folhas.(modif. coladaweb)
Estômatos
Os estômatos são formados por células especiais que controlam a transpiração e as trocas gasosas da planta com o ambiente. A abertura e o fechamento dos ostíolos dos estômatos são controlados por diversos fatores do ambiente, sendo o principal deles a água.(modif. coladaweb)
Se no ambiente houver quantidade de água suficiente, as células dos estômatos absorvem mais água das células vizinhas, aumentam de tamanho e forçam a abertura do orifício central, o ostíolo. Dessa forma, os estômatos permanecem abertos e a planta perde vapor d’água. Quando o ambiente se torna seco, as células dos estômatos diminuem de tamanho e então o orifício central se fecha, impedindo a perda excessiva de água por transpiração.(modif. coladaweb)
Respiração
As plantas, como todos os outros seres vivos, necessitam de energia para crescer, repor as partes perdidas e realizar outras atividades. É através da respiração que essa energia é conseguida. Todas as células vivas de uma planta respiram.
Para realizarem a respiração, as células precisam do oxigênio presente no ambiente em que as plantas se encontram e da glicose produzida no processo da fotossíntese. Com isso, elas produzem a energia necessária para a realização de todas as suas atividades. No final desse processo, forma-se gás carbônico, que é liberado para o ambiente.(modif. coladaweb)
A folha é o principal órgão de respiração das plantas, devido à presença dos estômatos, mas outros órgãos também respiram, como as raízes, por exemplo.
Importante: Com relação aos gases consumidos e liberados, a respiração é um processo inverso ao da fotossíntese. No entanto, enquanto a respiração ocorre dia e noite sem parar, a fotossíntese só acontece em presença da luz. Portanto, durante a noite, quando a fotossíntese é interrompida, as plantas continuam respirando. (modif. coladaweb)
Epiderme
A epiderme das folhas geralmente é formada por apenas uma camada sendo unisseriadas. Nessa região encontramos, além das células epidérmicas fundamentais, as células que formam os estômatos e as que formam os tricomas, duas estruturas que podem ocorrer em ambas as faces da folha ou em apenas uma delas.
A lâmina foliar (folha) apresenta duas faces, a face adaxial, parte superior, e a face abaxial, parte inferior. Ambas as faces são recobertas pela epiderme, a qual se caracteriza por ser contínua por toda a folha.
Também, é possível verificar a presença de uma camada lipídica chamada de cutícula recobrindo a epiderme. Vamos ver cada um dos tecidos da folha em detalhes a cutícula, os estômatos e os tricomas.
Estômatos
Um estômato, do grego στόμα, boca, plural estômatos, stomata), também chamado de estômato (plural estômatos), é um poro encontrado na epiderme de folhas, caules e outros órgãos, que controla a taxa de trocas gasosas. O poro é delimitado por um par de células parenquimáticas especializadas, conhecidas como células-de-guarda, que regulam o tamanho da abertura estomática.
O termo geralmente é usado coletivamente para se referir a todo o complexo estomático, consistindo nas células guarda emparelhadas e no próprio poro, que é referido como a abertura estomática. O ar, contendo oxigênio, que é usado na respiração, e dióxido de carbono, que é usado na fotossíntese, passa pelos estômatos por difusão gasosa. O vapor de água se difunde através da abertura dos estômatos para a atmosfera como parte de um processo chamado transpiração.
Estômatos na epiderme (infoescola)
Diversos fatores ambientais também controlam os movimentos de abertura e fechamento dos estômatos, dentre eles, os principais são a luz, a temperatura e a concentração de dióxido de carbono (preparaenem).
Sabe-se que o estômato controla a entrada e a saída de gases, abrindo e fechando o ostíolo. Esse mecanismo também é importante, pois possibilita a planta evitar a perda excessiva de água.
O que mantém um estômato aberto ou fechado é a pressão de turgor. Quando as células-guarda estão túrgidas, o ostíolo permanece aberto. Quando essas células estão flácidas, o poro fecha-se. O movimento estomático é controlado principalmente, em situções de estresse, por um hormônio vegetal, o ácido abscísico, também chamado de ABA.(preparaenem).
O ABA atua ligando-se a receptores na membrana plasmática das células-guarda. Essa ligação faz com que canais de Ca2+ (íons de cálcio) abram-se, gerando uma entrada desse íon para o citoplasma da célula. Nesse caso, o Ca2+ agirá como um mensageiro secundário e causará a abertura de canais iônicos na membrana plasmática.
A abertura dos canais levará a uma passagem de ânions do interior da célula para a parede celular. Os principais ânions que fazem essa passagem são o Cl- (íons de cloro) e o malato2-. Esse movimento faz com que os canais de K+ (íons de potássio) abram-se e, consequentemente, ocorre o movimento do K+ do citoplasma para a parede celular.(preparaenem).
Todo esse processo, em que o Cl-, malato2- e K+ saem do citoplasma em direção à parede, faz com que a água se mova também para a parede celular. Quando isso ocorre, as células-guarda ficam flácidas e ocorre o fechamento do estômato.
Quando o ABA se separa de seu receptor na membrana plasmática, os íons retornam para o citoplasma e a água, por osmose, volta ao interior da célula. Isso faz com que as células-guarda fiquem túrgidas e, consequentemente, o estômato abre-se.(preparaenem).
A abertura e o fechamento dos estômatos são uma estratégia da planta para a sua sobrevivência, uma vez que, com esse mecanismo, ela consegue, por exemplo, evitar a perda de água em ambientes com baixa disponibilidade. Além disso, o fechamento também evita que grande quantidade de gás carbônico fique disponível no mesofilo.(preparaenem).
Abertura e fechamento dos estômatos (todamateria)
Cutícula foliar
A cutícula foliar, também chamada de membrana cuticular, é uma estrutura não-celular, não-viva, constituída basicamente por compostos lipídicos (ácidos graxos) e ceras, a qual se encontra recobrindo todas as partes aéreas da planta, como folhas, caules, flores e frutos.
A função primária da cutícula é a proteção contra a perda excessiva de água na forma de vapor pela folha.
As cutículas variam consideravelmente em sua arquitetura e, dependendo da espécie e da ontogenia, diferem drasticamente em espessura, variando da escala do nanômetro ao micrômetro e não existe um modelo padronizado típico (JEFFREE, 2006) que a descreva em sua totalidade. A cutícula da planta consiste em dois componentes principais: cutina e ceras (modif. elevagro, s/d).
Tecidos vegetais presentes nas folhas
Cutícula
Epiderme superior
Parênquimas:
Parênquima Paliçádico Clorofiliano (ou parênquima paliçádico)
Parênquima Lacunoso Clorofiliano (ou parênquima esponjoso)
Tecidos de condução ou Tecido vasculare:
Xilema
Floema
Epiderme inferior
Cutícula
Cutícula
A cutícula nas plantas superiores é formada por material lipídico denominado cutina e recobre, numa camada contínua, as partes aéreas interrompendo-se apenas ao nível das lentículas e dos estomas ou estômatos. A cutícula protege a planta da dessecação (perda de água na forma de vapor) ajudando a manter a humidade e o meio aquático no interior das células da planta.
A cutícula nas planta é uma película protetora que cobre a camada mais externa dos tecidos vegetais, i.e., epiderme, de folhas, brotos jovens e outros órgãos das plantas, todas as partes aéreas, ou seja, todas as partes da planta em contato com o ar e o sol, ou que não estejam dentro de um substrato.
A cutícula consiste de um filme de polímeros lipídicos e de hidrocarbonetos imersos em cera e é sintetizado exclusivamente pelas células epidérmicas. Este filme é constituído por um polímero formado de muitos ácidos graxos de cadeia longa, que estão unidos uns aos outros por ligações éster, criando uma rede rígida tridimensional que recobre toda a parte verde da planta.
A cutina é formada por ácidos graxos 16:0 e 18:1 (i.e., de 16 carbonos sem ligações duplas, e de 18 carbonos uma dupla ligação cis; na ligação cis os ligantes iguais entre os carbonos ocupam o mesmo plano (superior ou inferior)). A cadeia pode ter grupos hidroxilo ou epóxido, interiormente ou no extremo oposto ao grupo carboxila.
Os epóxidos são éteres de três átomos que formam um anel altamente tensionado contendo dois carbonos e um oxigênio.
Constituição da cutícula
A cutícula é formada por diversas substâncias, sendo as principais as ceras: suberina e cutina.
A suberina é uma cera sintetizada pelas células do súber das plantas vasculares com crescimento secundário. É uma substância altamente hidrofóbica, contendo glicerol, impermeabilizando as células, protegendo assim o tronco contra a perda de água.
A cutina é uma substância cerosa, formada por muitos ácidos graxos de cadeia longa, sendo uma macromolécula que é o componente principal da cutícula das plantas terrestres.
Cutina: é um complexo de polímero que consiste em muitos ácidos graxos de cadeia intermediária (C16 a C18), unidos entre si por ligações ésteres, que criam uma rede tridimensional rígida. Cutina é hidrofóbico, mas contém algumas porções hidrofílicas ligadas à cadeia, tais como os grupos carboxil, hidroxilo ou epóxido. Os grupos -OH e -COOH conferem à cutina a sua propriedade hidrofílica, enquanto que a propriedade lipofílica é devida aos grupos -CH2 e -CH3. A quantidade de cutina em plantas varia consideravelmente entre espécies, oscilando entre 20 e 80%.
Ceras: são misturas complexas hidrofóbicas de acil lípidos de cadeia longa (20 a 37 carbonos). Os componentes mais comuns de ceras são alcanos de cadeia longa e lineares. Alcoóis, aldeídos, cetonas, ésteres e ácidos graxos de cadeia longa também são encontrados em ceras.
Ceras epicuticulares: geralmente encontram-se na forma cristalizada em diferentes padrões (hastes, tubos ou placas) na superfície foliar. As características da superfície da folha são fatores críticos que afetam a molhabilidade e a retenção de gotas de pulverização. O molhamento da superfície da folha dependerá de como estarão dispostos os cristais de cera epicuticulares (KOCH; BARTHLOTT, 2009).
Ceras intracuticulares: dispostas embebidas ou incorporadas na cutina, podem estar distribuídas na forma lamelar. A remoção das ceras cuticulares com solventes orgânicos leva a um aumento da permeabilidade cuticular em várias ordens de grandeza, demonstrando a importância das ceras como barreira ao transporte da cutícula (SCHÖNHERR; RIEDERER, 1989). A barreira principal à penetração dos agroquímicos aplicados sobre as folhas consiste na cutina e nas ceras intracuticulares embebidas. As propriedades de limitação de transporte da cera intracuticular estão relacionados ao seu estado agregado sólido e cristalino, que influencia muito tanto a difusão quanto a solubilidade dos agroquímicos aplicados.
Pectinas: são polímeros de ácido galacturônico que formam cadeias que estão na interface entre a parede celular e a cutina, ou ainda dispersas sobre a camada de cutina. As pectinas têm muitos grupos carboxila tornando-se o mais hidrofílico dos componentes da cutícula. Quando hidratadas, as cadeias de pectina podem fornecer caminhos polares para a absorção de agroquímicos solúveis em água. O estresse hídrico das plantas afeta o grau de hidratação das pectinas.
A cutícula é secretada pelas células da epiderme.
Cutícula (fonte: elevragro s/d)
Função
Proporciona impermeabilidade à água e a gases, controlando a transpiração. É muitas vezes encontrada em associação com ceras (lipidos de cadeia longa), cobrindo os tecidos exteriores de muitos órgãos vegetais (exemplo: folhas, cales e frutos).
Epiderme
A epiderme das folhas geralmente é formada por apenas uma camada. Nessa região encontramos, além das células epidérmicas fundamentais, as células que formam os estômatos e as que formam os tricomas, duas estruturas que podem ocorrer em ambas as faces da folha ou em apenas uma delas. Também, é possível verificar a presença de uma camada lipídica chamada de cutícula recobrindo a epiderme.
A epiderme apresenta um arranjo compacto de células
Cutícula, cutina e estômatos são as características da epiderme foliar, relacionadas com as principais funções desempenhadas por esse órgão: fotossíntese e controle da agua na planta.
Parênquima
Tecido formado por uma camada de células uniformes e clorofiladas, com muitos cloroplastos, facilitando as trocas gasosas entre o gás carbônico e oxigênio com a função de converter energia luminosa em energia química, através da fotossíntese.
É um tecido simples formado por células pouco diferenciadas arredondadas ou alongadas com paredes relativamente finas que apresentam um grande vacúolo central.
Parênquima clorofiliano
O parênquima clorofiliano presenta células de diversas formas. A principal característica desse tipo de parênquima é o fato de suas células possuírem muitos cloroplastos, com parede celular pouco espessa e serem fotossintetizantes. Ele pode ser encontrado no mesófilo (das folhas), caules jovens verdes e órgãos fotossintetizantes, principalmente nas folhas.
O parênquima clorofiliano pode ser dividido em dois tipos presentes nas folhas:
Parênquima paliçádico
Parênquima paliçádico apresenta disposição regular com pouco espaço entre as células, células mais longas do que largas.
Parênquima lacunoso
No parênquima lacunoso as células são mais irregulares e arredondadas em sua forma, além disso existem grandes espaços entre as células nos quais circulam gases, esses espaços ou lacunas se comunicam com o exterior pelos estômatos.
Estômatos
As trocas como o gás carbônico, o oxigênio e o vapor de água entre os tecidos vegetais e a atmosfera ocorrem principalmente através de aberturas presentes em ambas faces da folha e em tecidos vivos verdes. Essas aberturas são chamadas de estômatos. O mecanismo de abertura e fechamento dos estômatos está diretamente ligado aos processos de transpiração, fotossíntese e respiração, pois a intensidade desses processos depende, principalmente, do grau de abertura dos estômatos.
Minúsculos poros nas folhas das plantas, chamados estômatos, têm uma enorme influência no estado do nosso planeta. Através dos estômatos, as plantas absorvem dióxido de carbono, que é incorporado aos carboidratos, e liberam oxigênio. Mas eles também perdem água através da abertura desses poros, o que pode ser fatal para as plantas em condições de secas.
Estômatos vegetais. Micrografia de luz (LM) de estômatos na superfície de uma planta. Estômatos são poros que regulam a troca de gases e vapor de água para dentro e para fora da planta. Células guarda (magenta) de cada lado da abertura controlam isso por pressão osmótica; o inchaço das células faz com que elas se encurvem umas das outras, abrindo os poros e acelerando as trocas gasosas. A maior concentração de estômatos é encontrada nas folhas de uma planta, mas eles também são encontrados em outros lugares. Esta imagem foi criada usando uma casca epitelial para remover quimicamente a camada superior da folha. Ampliação: x600 quando impresso em 10 centímetros de largura (sciencephoto, nagoya).
Estômatos são aberturas presentes na epiderme vegetal que garantem a realização de trocas gasosas entre o vegetal e a atmosfera.
O termo estômato pode ser usado para se referir apenas à fenda estomática ou para definir o conjunto formado pela fenda e as células-guardas.
Os estômatos são fundamentais para a ocorrência da fotossíntese, pois permitem que o gás carbônico seja disponibilizado para as células.
Os estômatos também estão relacionados com a perda de água por transpiração.
Estômatos são encontrados nas partes aéreas do vegetal, principalmente nas folhas.
Os estômatos se abrem quando as células-guardas estão túrgidas e se fecham quando elas estão flácidas. (mundoeducação)
EM CONSTRUÇÃO 26/6/2023
Os principais processos envolvidos no metabolismo energético da célula são a fotossíntese e a quimiossíntese, que produzem matéria orgânica a partir de substâncias inorgânicas simples, e a respiração aeróbia, a respiração anaeróbia e a fermentação, que liberam a energia contida nos alimentos orgânicos.
Ver
Cloroplasto mostrando suas estruturas interna
Modelo simplificado das reações da fotossíntese (UFPEL).
Tecidos vegetais presentes nas folhas
João Paulo Ferraro Turano de Araújo. Replicação histórica das observações de Robert Hooke (1635 - 1703) em uma
turma de 2º ano do Ensino Médio: mudanças na motivação para aprender Biologia.
https://theconversation.com/the-mystery-of-the-missing-portrait-of-robert-hooke-17th-century-scientist-extraordinaire-141681
Histologia 1/9: Introdução à Histologia Humana. Videoaula Anatomia e etc
https://www.youtube.com/watch?v=gJqKnapo0Os
Histologia 2/9: Tecido Epitelial. Videoaula - Anatomia e etc.
https://www.voutube.com/watch?v=kvki2ovEk7E&t=48s
Histologia 3/9: Tecido Conjuntivo. Videoaula - Anatomia e etc
https://www.voutube.com/watch?v=qfPwAs4yBto
Histologia 4/9: Tecido Ósseo. Videoaula - Anatomia e etc
https://www.youtube.com/watch?v=P5|HygA9NBI
Histologia 5/9: Tecido Cartilaginoso. Videoaula - Anatomia e etc
https://www.youtube.com/watch?v=gmezpHYJ24s
Histologia 6/9: Tecido Adiposo Videoaula
Anatomia e etc.
https://www.youtube.com/watch?v=kWLk Xx1V51
Histologia 7/9: Tecido Sanguíneo. Videoaula - Anatomia etc
https://www.youtube.com/watch?v=BFY82pX85VU
Histologia 8/9: Tecido Muscular. Videoaula - Anatomia e etc.
https://www.youtube.com/watch?v=ny5-QYxNuh8
Histologia 9/9: Tecido Nervoso. Videoaula - Anatomia e etc.
https://www.youtube.com/watch?v=nC8p-gr6Y0
EXERCÍCIOS
1) Faça o esquema abaixo no seu caderno, analise-o atentamente e assinale a alternativa que apresenta corretamente a identificação das estruturas numeradas, respectivamente, de 1 a 5.
a) Epiderme superior, xilema, parênquima lacunoso, tricoma e célula guarda.
b) Epiderme inferior, floema, parênquima clorofilado, tricoma e ostíolo.
c) Cutina, xilema, aerênquima, radícula e estômato.
d) Epiderme superior, floema, parênquima paliçádico, prolongamento epidérmico e ostíolo.
e)Epiderme inferior, xilema, parênquima clorofiliano, radícula, célula companheira.
2) As células são as unidades funcionais e estruturais dos seres vivos. Apesar da variedade dos tipos celulares, algumas partes são encontradas em todas as células. Costuma-se dizer que essa estrutura é formada por membrana plasmática, citoplasma e núcleo, uma informação incorreta. Explique essa afirmação detalhadamente usando os postulados da teoria celular e os modernos conhecimentos sobre as células.
3) Explique usando os postulados da teoria celular porque existem organismos que não são tratados pela teoria.
4) Desenhe uma célula animal e uma célula vegetal, coloque as seguintes organelas RER, REL, mitocôndria, cloroplasto, lisossomo, vacúolo, nucléolo, complexo golgiense, ribossomo, localize a membrana celular em ambas e a parede celular. Para cada organela dê sua função bem como para a membrana plasmática e parede celular.
5) As células eucariontes possuem um envoltório nuclear, e as procariontes possuem material genético, fixo no mesossomo, em contato direto com o citoplasma. Dos organismos citados a seguir, qual apresenta células procariontes? Justifique sua resposta.
a) Mamíferos.
b) Lactobacilos.
c) Fungos.
d) Levedura.
e) Protozoários.
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