Toda matéria viva é constituída de pequenas estruturas, denominadas de células. A definição mais comum de células diz que elas são as “unidades básicas da vida”. É um tanto quanto injusto defini-las assim, pois o termo “básica” remete àquela imagem do ensino médio: uma simples bolsa aquosa com enzimas e alguns compartimentos em seu interior, aparentemente entediante e relativamente simples, como ilustra a imagem abaixo.
Ilustração de uma célula eucariótica. Essa imagem dá a impressão de que células são unidades básicas e simples, o que não é verdade! As células são muito complexas e possuem características e funções importantes (algumas ainda desconhecidas). Fonte: Biologo.com
Quando se olha para células reais, percebe-se que elas não são tão simples assim. Essas estruturas, que de fato representam a menor unidade da vida, são bastante complexas e diversas, e são nelas que estão contidas as características morfológicas e fisiológicas dos organismos vivos. Portanto, as propriedades de um dado organismo dependem de suas células individuais, cuja continuidade ocorre através de seu material genético.
Imagens de diversos tipos de células feitas através de microscópio eletrônico de varredura. (Imagens de microscopia coletadas online)
Para compreendermos melhor o universo celular, e desmistificar o fato delas muitas vezes serem associadas a estruturas básicas, nós do Profissão Biotec separamos 10 curiosidades interessantes sobre as células:
10) Células podem ser muito maiores do que imaginamos
A maioria das células de animais e plantas (organismos multicelulares) possui diâmetro de 10 a 100 micrômetros, enquanto os organismos unicelulares (compostos apenas de uma célula) possuem entre 1 e 2 micrômetros. O corpo humano abriga dezenas de trilhões dessas unidades biológicas. De fato, esses dados mostram que células são unidades muito menores do que possamos imaginar (um micrômetro equivale a 1 metro dividido 1.000.000 de vezes). Contudo, existem exceções:
a) Protozoários, seres unicelulares, como as amebas gigantes podem chegar a ter 3 centímetros de diâmetro, a exemplo da Gromia sphaerica, uma ameba que vive nas profundezas do oceano;
Gromia Sphaerica, uma espécie de ameba considerada a maior do gênero. Pode chegar a ter 3 centímetros de diâmetro. Acredite ou não, é um organismo composto por apenas uma célula! Fonte: Science Blogs
b) Algas como Acetabularia, um gênero de alga verde encontrado tipicamente em águas subtropicais, pode chegar a 10 centímetros, sendo uma das maiores células uninucleares encontradas. Tratando-se de multinucleares, pode-se encontrar espécies do gênero Caulerpa, uma das maiores células do mundo;
Acetabularia acetabulum. Sim! Cada uma dessas algas é apenas UMA célula e é possível segurá-las com as mãos! Fonte: Club D’immersió Biologia
c) Os neurônios, que são divididos em três partes básicas: dendritos, corpo celular e axônio, podem começar na cabeça e ter seus axônios terminando na medula espinhal, podendo ir até a região sacral e intestinos, o que dá vários centímetros em extensão. Outros neurônios começam na medula e vão até as extremidades como ponta dos dedos. Imagine então neurônios de animais maiores que seres humanos, como girafa e baleia azul.
Imagem ilustrativa das partes de um neurônio. Fonte: Só Biologia
d) Além das anteriores, existem células que são visíveis a olho nu como as dos ovos! A gema de um ovo é uma única célula quando não fertilizada. A gema do ovo de um avestruz é, portanto, a maior célula do mundo em volume!
9) Células podem caminhar e atacar outras células
Costuma-se pensar que as células se movimentam apenas rastejando sobre uma superfície, como as amebas, ou que podem “nadar” em líquidos, mas elas possuem muitas outras formas de locomoção. A Stylonychia é um tipo de ciliado capaz de caminhar utilizando grupos de cílios presentes na sua superfície. Ao vê-los se movimentando, é possível achar que se trata de algum tipo de inseto, mas é apenas uma célula. Você pode observar os movimentos ciliares neste vídeo.
Stylonychia sp. Fonte: Wikipédia
Existem outros tipos de comportamentos improváveis que algumas células podem assumir. O Dileptus, por exemplo, é um gênero de protista que possui uma morfologia com extremidade pontuda usada para perfurar outras células e sugar seu citoplasma, sendo conhecido como Vampire Cells (células vampiro). Já o Didinium, gênero de protistas carnívoros que podem abrir a “boca” e engolir outras células, são conhecidos como “Mega-mouth cells” (células de bocas megas).
Dileptus sp. Fonte: Wikipédia
Espécie de Didinium ingerindo um protozoário do gênero Paramecium. Fonte: Fineartamerica
8) Células que têm senso de direção
A habilidade que as células têm de se locomover e as decisões que elas tomam ao se movimentar são provavelmente mais complicadas do que se pensa. Um estudo americano, mostrou que os leucócitos, células de defesa do nosso organismo, tendem a se movimentar para a esquerda. Este trabalho destaca que, provavelmente, a estrutura da célula capaz de diferenciar esquerda de direita é o centríolo, uma organela relacionada à movimentação de cromossomos durante a divisão celular. Esse achado é muito importante, pois serve como um modelo para direcionar a polaridade das células na ausência de sinais espaciais. Além disso, poderá ajudar a determinar a assimetria esquerda-direita e polaridade no desenvolvimento celular.
Tendência das células a ir para a esquerda observada através de polarização induzida por células que expressavam marcadores fluorescentes. Imagem: Xu et al., 2007
7) Nanotubos para comunicação
Existe a impressão errônea de que as células são elementos desconectados entre si. Esse fato já foi desmistificado em células de plantas através da descoberta dos plasmodesmos, tubos que conectam as células depois da divisão celular. Em animais, muitas células podem interagir entre si através de nanotubos para trocar elementos bioquímicos e até organelas. Então, apesar de parecerem unidades separadas, as células são conectadas numa escala muito pequena.
Plasmodesmos (plasmodesmata na imagem) entre células vegetais. O citoplasma de uma célula vegetal é contínuo com o citoplasma das células vizinhas via plasmodesmos, canais via através das paredes celulares.
Imagem de microscopia eletrônica mostrando nanotubo de membrana conectando duas células em cultura. Fonte: Nature
6) Os citoplastos
Sob certas condições, como choque elétrico por exemplo, uma parte do citoplasma celular se separa da célula. Esses fragmentos podem se mover por si só, sem núcleo, centrossomo ou complexo de Golgi, deixando muitos de seus componentes principais para trás continuando capaz de responder a estímulos químicos (quimiotaxia). A principal razão para pesquisadores estudarem esse fenômeno é compreender o que uma célula pode fazer sem suas organelas, entendendo a necessidade do núcleo ou de genes para realizar quimiotaxia.
Citoplasto. Fragmento de célula que continuam vivos por horas. Pode ser de vários tamanhos e consiste basicamente em cortex envolto de membrana celular. Fonte: Basic North Western
5) Células que podem sentir eletricidade
Galvanotaxia (ou eletrotaxia), é o movimento direcional de células móveis em resposta a um campo elétrico. Já foi sugerido que, ao detectarem campos elétricos, as células são capazes de direcionar seus movimentos a danos ou feridas para repará-los. Estudos também sugerem que esse movimento pode contribuir com o crescimento direcional de células e tecidos durante seu desenvolvimento e regeneração. Essa ideia é baseada em duas premissas:
- Na existência de campos elétricos mensuráveis que podem ocorrer naturalmente no processo de cura de ferimentos, desenvolvimento e regeneração;
- Na resposta de células em cultura a campos elétricos aplicados através da migração celular.
Geração de potencial elétrico por diferentes células. (A) Epitélio não queratinizado com potencial elétrico de +50mV. (B) Transporte polarizado de íons através de células. (C) Epitélio ferido gerando um fluxo de corrente no local da ferida. (Fonte: MESSERLI et al., 2011)
4) Células que resolvem labirintos
Até hoje não se sabe o potencial total de uma célula e pesquisadores continuam realizando diversos experimentos para responder se as células são capazes de resolver problemas. Um exemplo clássico são células de Physarum que têm habilidade de solucionar labirintos encontrando o menor caminho para a comida. Fungos filamentosos também conseguem solucionar labirintos. Eles enviam filamentos para dentro do labirinto que fazem escolhas sobre que direção ir quando tocam extremidades ou interseções, mostrando que essas escolhas não são aleatórias.
Espécie de plasmodium, Physarum polycephalum, capaz de mudar sua forma sob uma placa contendo ágar em gel quando a comida é colocada em dois pontos distintos. Na imagem, vê-se a habilidade que o organismo tem de encontrar o menor caminho com comida no labirinto. Fonte: Forgetomori
3) Células que podem “ver”
Em uma série de artigos, Guenter Albrecht-Buhler (pesquisador do Instituto de Estudos Avançados de Berlim) demonstrou que algumas células possuem um tipo de “olho” que as permitem detectar informações a uma determinada distância. Alguns de seus experimentos mostraram que essas células se movem em direção à fontes de luz infravermelho e que podem alinhar-se mesmo estando em lados opostos de uma lâmina.
Células se movimentando em direção à fonte de luz infravermelho. Fonte: Rehabmart
2) Células que explodem
Não existe nada mais extremo do que se explodir, mas existem células que simplesmente o fazem. O Magnaporthe grisea, também conhecido por “brusone”, é um fungo que causa doença em culturas de arroz. Sua forma de fazer isso é atravessando a dura parede celular da planta ao formar uma estrutura infecciosa conhecida por apressório, uma protusão da célula rodeada de uma fina camada de parede celular com melanina com pressão osmótica de 10Mpa (quase o mesmo impacto de uma bala). O apressório se rompe em determinado local da planta liberando a sua pressão interna, violando o “sistema imunológico” da planta e permitindo a invasão do fungo.
Plantas de arroz com lesões causadas pelo fungo Magnaporthe grisea. Fonte: Insect Images
1) Células que comem o seu cérebro e controlam sua mente
Essas células são os Toxoplasmas, um gênero de protozoários causador da toxoplasmose, uma doença parasitária que causa mudanças comportamentais em seus hospedeiros. O Toxoplasma gondii é a única espécie conhecida do gênero e os felinos são seus hospedeiros definitivos, enquanto que a espécie humana e aves funcionam como hospedeiros intermediários.
Toxoplasma gondii. Fonte: Wikipedia
O parasita possui um órgão conoidal utilizado para invadir as outras células. O modo de contaminação mais comum ao ser ser humano é através da ingestão de carne mal cozida e contaminada. As mudanças comportamentais causadas nos hospedeiros ocorrem para que os mesmos sejam predados pelos felinos. Dentre as principais mudanças está a perda da aversão natural ao cheiro de urina dos felinos por animais que os têm felinos como principais predadores naturais. Isso também ocorre com seres humanos que perdem a aversão a urina de gato, por exemplo.
Com essas evidências, pode-se notar que as células são incrivelmente interessantes e complexas. Doenças como os diversos tipos de Câncer, AIDS ou Lúpus dependem do conhecimento da Biologia Celular para que possam ter suas origens compreendidas e a possibilidade de tratamento e/ou cura. Não apenas para a indústria de fármacos e medicamentos, mas a compreensão do comportamento celular é de extrema importância em todas as áreas da biotecnologia, desde a produção de alimentos biotecnológicos e transgênicos até a produção biocombustíveis.
O estudo de organismos unicelulares e das células individualmente é imprescindível para compreender o funcionamento de um organismo como um todo. O mais interessante é que, apesar de todo o conhecimento que a humanidade adquiriu até hoje, ainda não estamos perto de desvendar todos os segredos da Biologia Celular!
Fontes:
BRUCE, Alberts. Fundamentos da Biologia Celular. 3a edição. Editora Artmed, 2011.
Mundo Educação. Tamanho e forma das células. Disponível em: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/tamanho-forma-das-celulas.htm
TALBOT, Nicholas; WILSON, Richard. Under pressure: Investigating the biology of plant infection by Magnaporthe oryza.
Cell Intelligence. Disponível em: http://www.basic.northwestern.edu/g-buehler/htmltxt.htm
HANSON, Kristi et al. Fungi use efficient algoristhms for the exploration of microfluid networks. Disponível em: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.200600105/abstract
MESSERLI, Mark et al., Extracellular Electrical Fields Direct Wound Healing and Regeneration. Biol. Bull. 221: 79 –92, 2011.
JINGSONG, Xu et al., Polarity reveals intrinsic cell chirality. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1890488/
