Biologia Celular: Estrutura, Funções e Processos Vitais
Organismos Multicelulares e Unicelulares
Organismos multicelulares são seres formados por milhares ou trilhões de células. Organismos unicelulares consistem em uma única célula.
Nosso corpo é formado por cerca de 65 trilhões de células. A célula-ovo inicial tem aproximadamente um décimo de milímetro.
As células podem ser estudadas com o auxílio de técnicas e ferramentas como o microscópio óptico, que possui lentes de grande aumento para ampliar a imagem da célula.
A Célula como Unidade da Vida
A célula é a menor parte viva de um ser. Ela é a unidade da vida: alimenta-se, cresce e realiza diversas funções que mantêm a vida.
Teoria Celular
A Teoria Celular afirma que:
- Todos os seres vivos são formados por células.
- Todas as células sempre vêm de outras células preexistentes.
Citologia
A Citologia é a parte da Biologia que estuda as células. É fundamental para entender o funcionamento do corpo e o tratamento de muitas doenças, que dependem do conhecimento acumulado sobre as células.
Estrutura e Funções Celulares
A célula é formada por várias partes que funcionam juntas para mantê-la viva. Seus principais componentes e funções são:
- Membrana Plasmática: Controla o que entra e sai da célula. Facilita a entrada de substâncias úteis e ajuda a eliminar substâncias em excesso ou prejudiciais. É tão fina que não pode ser vista com o microscópio óptico, sendo necessário o uso do microscópio eletrônico.
- Citoplasma: Material gelatinoso composto principalmente por água, sais minerais e outras substâncias. Nele estão imersos os organelos (ou organelas), que realizam as diversas funções dentro da célula. No citoplasma das células vegetais, também existem cavidades cheias de fluido, os vacúolos, e os cloroplastos, organelos de cor verde responsáveis pela fotossíntese.
- Núcleo (presente em células eucarióticas): Contém filamentos chamados cromossomos. Cada cromossomo é composto por uma longa molécula de DNA associada a proteínas, organizada em segmentos chamados genes. Os genes controlam as atividades celulares e determinam características hereditárias (como cor dos olhos, altura, etc.). Os genes são formados por uma substância química chamada ácido desoxirribonucleico, ou DNA.
Níveis de Organização Biológica
- Tecidos: Conjunto de células semelhantes que se agrupam para executar uma determinada função.
- Órgãos: Agrupamento de diferentes tecidos que trabalham juntos para realizar funções específicas.
- Sistemas: Grupo de órgãos que trabalham juntos e harmoniosamente para executar funções complexas.
- Organismo: Conjunto de todos os sistemas, formando um ser vivo completo.
Ciclo Vital
O ciclo vital compreende as fases da vida de um organismo: nascer, crescer, desenvolver-se, reproduzir-se, envelhecer e morrer.
Metabolismo e Energia
Metabolismo é o conjunto das transformações químicas essenciais que ocorrem nos seres vivos para manter a vida.
Nutrição
A nutrição é o processo de obtenção de matéria e energia, fundamental para o crescimento, a manutenção e a renovação do corpo.
Tipos de Seres Quanto à Nutrição:
- Seres Autotróficos: Produzem seu próprio alimento usando fontes inorgânicas (ex: plantas através da fotossíntese, utilizando luz solar, água e gás carbônico).
- Seres Heterotróficos: Obtêm energia e matéria consumindo outros seres vivos ou matéria orgânica.
Respiração Celular
O corpo precisa de energia para realizar suas funções vitais. Essa energia é liberada no interior das células através da respiração celular, um processo onde substâncias nutritivas (como a glicose) reagem geralmente com o oxigênio do ambiente, liberando energia, gás carbônico e água.
Fermentação
Alguns seres vivos, como certos fungos e bactérias, obtêm energia do alimento sem utilizar oxigênio, através de um processo chamado fermentação. Este processo libera menos energia que a respiração celular.
Tipos de Seres Quanto ao Uso de Oxigênio:
- Seres Aeróbicos: Utilizam oxigênio para obter energia (realizam respiração celular).
- Seres Anaeróbicos: Conseguem extrair energia do alimento sem utilizar oxigênio (realizam fermentação ou respiração anaeróbica).
Fotossíntese
Processo realizado por plantas, algas e algumas bactérias. A planta absorve gás carbônico do ar e água do solo. Nas folhas (ou outras partes verdes), a clorofila (pigmento verde) capta a energia da luz solar. Essa energia é usada para transformar o gás carbônico e a água em glicose (açúcar que serve de alimento) e oxigênio, que é liberado para o ambiente.
Substâncias Químicas nos Seres Vivos:
- Substâncias Orgânicas: Contêm carbono e hidrogênio, geralmente complexas (ex: açúcares, gorduras, proteínas, ácidos nucleicos como o DNA).
- Substâncias Inorgânicas: Geralmente mais simples, não contêm carbono ligado a hidrogênio (ex: água, gás carbônico, oxigênio, sais minerais).
Irritabilidade
Irritabilidade é a capacidade fundamental dos seres vivos de perceber e reagir a estímulos do ambiente interno ou externo. Ela permite ao ser vivo buscar alimento, evitar perigos, adaptar-se e defender-se.
Reprodução
É o processo pelo qual os seres vivos originam descendentes, garantindo a continuidade da espécie.
Reprodução Assexuada
Neste tipo, não ocorre a fusão de gametas. Um único indivíduo dá origem a outro(s) geneticamente idêntico(s) (clones). Exemplos incluem:
- Cissiparidade (ou Bipartição): Uma única célula ou indivíduo se divide ao meio, originando dois novos indivíduos (comum em bactérias e protozoários).
- Brotamento: Um novo indivíduo se forma a partir de um broto no corpo do progenitor (comum em leveduras e hidras).
Reprodução Sexuada
Envolve a fusão de células reprodutivas especializadas chamadas gametas (um feminino e um masculino). A união dos gametas é chamada fecundação, e a célula resultante dessa união é o zigoto ou célula-ovo. O zigoto contém material genético de ambos os progenitores e sofre múltiplas divisões celulares, desenvolvendo-se em um novo indivíduo com características herdadas de ambos. Este tipo de reprodução aumenta a variabilidade genética da espécie.