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Célula (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000)
Célula: unidade mínima de um organismo, capaz de atuar de maneira autônoma. Alguns organismos microscópicos, como bactérias e protozoários, são células únicas, enquanto os animais e plantas são formados por muitos milhões de células organizadas em tecidos e órgãos.
Características gerais das células: pode-se classificá-las em células procarióticas e eucarióticas. As primeiras, que incluem bactérias e algas verde-azuladas, são células pequenas, de 1 a 5 µm de diâmetro, e de estrutura simples. O material genético (DNA) não está rodeado por nenhuma membrana que o separe do resto da célula. As células eucarióticas, que formam os demais organismos vivos, são muito maiores (medem entre 10 a 50 µm de comprimento) e têm o material genético envolto por uma membrana que forma um órgão esférico importante chamado de núcleo.
Apesar das muitas diferenças de aspecto e função, todas as células estão envolvidas numa membrana - chamada membrana plasmática - que encerra uma substância rica em água, chamada citoplasma. Quase todas as células bacterianas e vegetais estão também encapsuladas numa parede celular grossa e sólida, composta de polissacarídeos, externa à membrana plasmática. Todas as células contêm informação hereditária codificada em moléculas de ácido desoxirribonucléico (DNA); esta informação dirige a atividade da célula e assegura a reprodução e a transmissão dos caracteres à descendência.
Núcleo: é o órgão mais importante em quase todas as células animais e vegetais; é esférico, mede cerca de 5 µm de diâmetro, e está rodeado por uma membrana dupla. A interação com o citoplasma acontece através de orifícios chamados de poros nucleares. Dentro do núcleo, as moléculas de DNA e proteínas estão organizadas em cromossomos, que costumam aparecer dispostos em pares idênticos. O núcleo controla a síntese de proteínas no citoplasma. O RNA mensageiro (RNAm) é sintetizado de acordo com as instruções contidas no DNA e deixa o núcleo através dos poros. Já no citoplasma, o RNAm une-se a corpos pequenos chamados ribossomos e codifica a estrutura primária de uma proteína específica.
Citoplasma: compreende todo o volume da célula, com exceção do núcleo. Engloba numerosas estruturas especializadas e organelas.
Citoesqueleto: é uma rede de filamentos protéicos do citosol que se encarrega de manter a estrutura e a forma da célula. Também é responsável por muitos dos movimentos celulares.
Mitocôndrias: uma das organelas mais importantes do citoplasma e é encontrada em quase todas as células eucarióticas. São as organelas produtoras de energia. Os cloroplastos são organelas ainda maiores, encontradas nas células de plantas e algas.
Outras organelas: a maior parte dos componentes da membrana celular forma-se numa rede tridimensional irregular de espaços, rodeada, por sua vez, por uma membrana e chamada de retículo endoplasmático (RE), no qual formam-se também os materiais expulsos pela célula. O aparelho de Golgi é formado por pilhas de sacos planos envoltos em membranas. Este aparelho recebe as moléculas formadas no retículo endoplasmático, transforma-as e dirige-as para diferentes lugares da célula. Os lisossomas são pequenas organelas que contêm reservas de enzimas necessárias à digestão celular de várias moléculas indesejáveis. As membranas formam muitas outras vesículas pequenas, encarregadas de transportar materiais entre organelas.
Divisão celular: todas as células de qualquer planta ou animal surgiram a partir de uma única célula inicial - o óvulo fecundado - por um processo de divisão. O óvulo fecundado divide-se e forma duas células-filhas idênticas, cada uma das quais contém um jogo de cromossomos igual ao da célula parental. Depois, cada uma das células-filhas volta a se dividir, e assim continua o processo. Nesta divisão, chamada de mitose, duplica-se o número de cromossomos (ou seja, o DNA) e cada um dos jogos duplicados constituirá a dotação cromossômica de cada uma das duas células-filhas em formação.
Na formação dos gametas, acontece uma divisão celular especial das células germinais, chamada de meiose, na qual se reduz à metade sua dotação cromossômica; só se transmite a cada célula nova um cromossomo de cada um dos pares da célula original.
Metabolismo (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000)
Metabolismo: conjunto de reações químicas que acontecem dentro das células dos organismos vivos, para que estes transformem energia, conservem sua identidade e se reproduzam. Todas as formas de vida, desde as algas unicelulares até os mamíferos, dependem da realização simultânea de centenas de reações metabólicas, reguladas com absoluta precisão, desde o nascimento e a maturação até a morte.
Anabolismo e catabolismo: existem dois grandes processos metabólicos: anabolismo ou biossíntese e catabolismo. Chama-se anabolismo, ou metabolismo construtivo, o conjunto das reações de síntese necessárias para o crescimento de novas células e a manutenção de todos os tecidos. O catabolismo, ou metabolismo destrutivo, é um processo contínuo, centrado na produção da energia necessária para a realização de todas as atividades físicas externas e internas. O catabolismo engloba também a manutenção da temperatura corporal e implica a quebra das moléculas químicas complexas em substâncias mais simples, que constituem os produtos excretados pelo corpo, através dos rins, do intestino, dos pulmões e da pele.
Fontes de energia metabólica: os carboidratos, gorduras e proteínas são produtos de alto conteúdo energético ingerido pelos animais, para os quais constituem a única fonte energética e de compostos químicos para a construção de células. Estes compostos seguem rotas metabólicas diferentes, que têm como finalidade produzir compostos finais específicos e essenciais para a vida.
Proteínas: são absorvidas no aparelho digestivo e decompostas em cerca de vinte aminoácidos, necessários para o anabolismo celular, que os transforma em compostos de secreção interna, como hormônios e enzimas digestivas. Os aminoácidos que não fazem falta para repor as células e fluidos orgânicos são catabolizados em dois passos. O primeiro é a desaminação, isto é, a separação da porção de molécula que contém nitrogênio, que em seguida se combina com carbono e oxigênio para formar uréia, amoníaco e ácido úrico. Depois da desaminação, os aminoácidos passam por novas degradações químicas, para decompor-se em dióxido de carbono e água.
Carboidratos: são absorvidos no aparelho digestivo em forma de açúcares simples, principalmente glicose, que se cataboliza em compostos de carbono, que se oxidam em dióxido de carbono e água e em seguida são excretados.
Gorduras: na digestão, as gorduras são hidrolisadas ou decompostas em glicerina e ácidos graxos. Em seguida, estes se transformam, através de síntese, em gorduras neutras, compostos de colesterol e fosfolipídeos, que são gorduras combinadas com fósforo que circulam no sangue. As gorduras podem ser sintetizadas nas estruturas do organismo ou armazenadas nos tecidos, que irão usá-las quando for necessário. Da mesma forma que a glicose, seu catabolismo gera compostos carbonados que se decompõem em dióxido de carbono e água.
Metabolismo dos glucídios: é o mecanismo através do qual o corpo utiliza açúcar como fonte de energia. O produto final da digestão e assimilação de todas as formas de glicídios ou glucídios e de carboidratos é um açúcar simples de seis carbonos, principalmente glicose, que pode ser encontrada tanto nos alimentos quanto no corpo humano. O metabolismo das gorduras e certas proteínas às vezes direciona-se também à produção de glicose. Esta substância é o principal combustível usado pelos músculos e outras partes do organismo para obter energia. Estes açúcares de seis carbonos atravessam a parede do intestino delgado através dos capilares (pequenos vasos sangüíneos) e alcançam a veia porta, que os leva até o fígado. Neste órgão, são transformados e armazenados em forma de glicogênio. Este fica sempre disponível e, quando o organismo precisa, é convertido em glicose e liberado na corrente sangüínea.
Carboidratos (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000) Carboidratos: grupo de compostos que contêm hidrogênio e oxigênio, nas proporções em que existem na água, e carbono. A fórmula da maioria destes compostos pode ser expressa como Cm(H2O)n. São os compostos orgânicos mais abundantes na natureza. Os principais são açúcar, amido, dextrina, celulose e glucogênio. Os mais simples são os monossacarídeos, que contêm um grupo aldeído ou cetona; o mais importante é a glicose. Das moléculas monossacarídeas, produz-se um dissacarídeo, sendo os mais importantes sacarose, lactose e maltose. Os polissacarídeos são moléculas enormes, formadas por um ou vários tipos de monossacarídeos: cerca de 10 no glucogênio, 25 no amido e de 100 a 200 na celulose. Nos organismos vivos, os carboidratos servem para as funções estruturais essenciais, como o armazenamento de energia.
Açúcar: termo aplicado a qualquer composto químico do grupo dos carboidratos que se dissolvem facilmente na água. São incolores, inodoros e normalmente cristalizáveis. Todos apresentam um sabor mais ou menos doce. Em geral, chama-se açúcar a todos os monossacarídeos, dissacarídeos e trissacarídeos, para distinguí-los dos polissacarídeos, como o amido, a celulose e o glucogênio.
Amplamente distribuídos na natureza, os açúcares são produzidos pelas plantas durante o processo de fotossíntese e encontrados em muitos tecidos animais. A fórmula empírica dos açúcares dissacarídeos, maltose, lactose e sacarose, é C12H22O11. Entre os açúcares comercialmente importantes estão a glicose, a lactose e a maltose, usadas freqüentemente na alimentação para bebês. Sem dúvida, o mais importante é a sacarose, empregada para dar sabor doce às comidas e na elaboração de alimentos. A sacarose está presente, em quantidades limitadas, em muitas plantas, mas a beterraba açucareira e a cana-de-açúcar são as únicas fontes comerciais importantes. O açúcar não é usado apenas como componente de alimentos caseiros ou industriais, mas é ainda a matéria prima, cuja fermentação produz etanol, butanol, glicerina, ácido cítrico e ácido levulínico.
Amido: nome popular de um carboidrato complexo, (C6H10O5)x, inodoro e insípido, sob a forma de grão ou pó, abundante nas sementes dos cereais e nos bulbos e tubérculos. O amido é fabricado pelas plantas verdes durante a fotossíntese. Parte das paredes celulares das plantas, funciona como depósito de energia.
Aminoácidos (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000) Aminoácidos: classe de compostos orgânicos que contém um grupo amina (-NH2) e um grupo carboxila (-COOH). Vinte destes compostos são os constituintes das proteínas. São conhecidos como alfa aminoácidos.
Os aminoácidos podem se unir em número de 50 ou várias centenas, formando uma cadeia que recebe o nome de polipeptídeo. Uma proteína pode ser formada por uma única cadeia ou por várias delas, seguindo as instruções contidas no ácido nucléico.
Os alfa aminoácidos servem de matéria-prima para a obtenção de hormônios e pigmentos. São intermediários fundamentais no metabolismo celular.
Todo ser vivo necessita de 20 tipos de aminoácidos para fabricar suas proteínas. Algumas espécies são capazes de fabricar todos esses aminoácidos, e não precisam obtê-los na dieta. Outras espécies, entre elas a nossa, não conseguem sintetizar alguns dos tipos de aminoácidos e, por isso, têm de recebê-los na alimentação. Os aminoácidos que um organismo não consegue sintetizar são chamados aminoácidos essenciais. São eles: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Já os aminoácidos que o organismo consegue sintetizar a partir de outras substâncias que ingere são chamados de aminoácidos naturais ou não-essenciais. São os seguintes: alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, glicina, prolina, serina e tirosina.
Proteínas (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000) Proteína: nome dado a qualquer dos numerosos compostos orgânicos, constituídos por aminoácidos unidos por ligações peptídicas. São os ingredientes principais das células.
São moléculas grandes, específicas de cada espécie e de cada um dos órgãos de cada espécie. Além de participarem do crescimento e manutenção celulares, as proteínas da dieta são responsáveis pela contração muscular. Os cromossomos, que transmitem os caracteres hereditários sob a forma de genes, são compostos por ácidos nucléicos e proteínas.
As proteínas são o resultado das diversas combinações entre vinte diferentes aminoácidos. As plantas podem fabricar todos os seus aminoácidos pela fotossíntese, enquanto que os demais organismos somente podem sintetizar alguns. Os restantes, chamados aminoácidos essenciais, devem ser ingeridos com a comida. O ser humano necessita de oito aminoácidos essenciais para manter-se sadio: leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina.
Proteínas fibrosas: têm uma configuração em espiral. As principais proteínas fibrosas são: colágeno, que forma parte dos ossos, pele, tendões e cartilagens; a queratina, que constitui a camada exterior da pele, o pêlo e as unhas; o fibrinogênio, que é uma proteína plasmática responsável pela coagulação; e as proteínas musculares - entre as quais, figuram a actina e a miosina -, responsáveis pela contração muscular.
Proteínas globulares: são esféricas e muito solúveis. Desempenham uma função dinâmica no metabolismo corporal. Entre elas, figuram a albumina, a globulina, a caseína, a hemoglobina, os anticorpos, todas as enzimas e os hormônios protéicos, como a insulina. As proteínas globulares podem também agrupar-se em diminutos túbulos ocos, chamados microtúbulos, que funcionam como uma trama estrutural das células e, ao mesmo tempo, transportam substâncias de uma parte da célula a outra. Os microtúbulos constituem ainda a estrutura interna dos cílios e flagelos, apêndices da membrana usados para locomoção por alguns microorganismos.
Enzimas (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000) Enzimas: qualquer das numerosas substâncias orgânicas especializadas, compostas por polímeros de aminoácidos, que agem como catalisadores no metabolismo dos seres vivos. Com sua ação, regulam a velocidade de muitas reações químicas implicadas neste processo.
Algumas enzimas, como a pepsina e a tripsina, que intervêm na digestão das proteínas da carne, controlam muitas reações diferentes, enquanto que outras são muito específicas e podem apenas acelerar uma reação. Outras liberam energia para a contração cardíaca e a expansão e contração dos pulmões. Muitas facilitam a conversão de açúcar e alimentos em diversas substâncias de que o organismo precisa para a construção de tecidos, a reposição de células sangüíneas e a liberação de energia química necessária à movimentação dos músculos. Muitas enzimas precisam, para seu funcionamento, da presença de um íon ou uma molécula que recebe o nome de coenzima.
A fermentação alcoólica e outros processos industriais importantes dependem da ação de enzimas, sintetizadas pelas leveduras e bactérias utilizadas no processo de produção. Algumas enzimas são empregadas com fins médicos no tratamento de áreas de inflamação local. A tripsina é usada para eliminar substâncias estranhas e tecido morto das feridas e queimaduras.
Estrutura e função de uma enzima: as enzimas são grandes proteínas que aceleram as reações químicas. Em sua estrutura globular, entrelaçam-se e se dobram em uma ou mais cadeias polipeptídicas, que trazem um pequeno grupo de aminoácidos para formar o sítio ativo, ou seja, o lugar onde adere o substrato e onde se realiza a reação. Uma enzima e um substrato não chegam a se unir, se suas formas não se encaixam com exatidão. Este fato assegura que a enzima não participe em reações equivocadas. A própria enzima não é afetada pela reação. Quando os produtos são liberados, a enzima volta a se unir com um novo substrato.
Nucleotídeos Nucleotídeo é uma molécula formada pela união de uma pentose, uma base nitrogenada e um grupo fosfato. Ë a unidade constitutiva dos ácidos nucléicos. No DNA os nucleotídeos possuem desoxirribose (desoxirribonucleotídeos), e a base nitrogenada pode ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) ou timina (T); no RNA os nucleotídeos possuem ribose (ribonucleotídeos), e a base nitrogenada pode ser adenina, guanina, citosina ou uracila (U).
Um grupo de três nucleotídeos define um trinucleotídeo, o qual codifica um aminoácido. A combinação das quatro letras genéticas (A, G, T e C) três a três permite obter 64 trinucleotídeos diferentes. Dessas 64 trincas possíveis, apenas 61 correspondem a aminoácidos; as três restantes são utilizadas para indicar onde termina uma mensagem genética, funcionando como pontuação.
Ácidos Nucléicos (extraído da Enciclopédia Microsoft Encarta 2000) Ácidos nucléicos: moléculas muito complexas que produzem as células vivas e os vírus. Transmitem as características hereditárias de uma geração para a seguinte e regulam a síntese de proteínas.
Os ácidos nucléicos são formados por subunidades chamadas nucleotídeos, que consistem em uma base nitrogenada, um açúcar de cinco carbonos e ácido fosfórico. Há duas classes de ácidos nucléicos, o ácido desoxirribonucléico (DNA), com uma estrutura em forma de dupla hélice e o ácido ribonucléico (RNA), formado por uma única cadeia helicoidal. O DNA tem a pentose desoxirribosse e as bases nitrogenadas adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T), e o RNA contém a pentose ribose e uracila (U) em vez de timina.
A especificidade do ácido nucléico reside na seqüência dos quatro tipos de bases nitrogenadas. Este código indica à célula como reproduzir uma cópia de si mesma ou as proteínas que necessita para sua sobrevivência. Nos mamíferos, as cadeias de DNA estão agrupadas formando cromossomos.
Radicais Livres (extraído de www.endo.com.br) São átomos, íons, moléculas ou substâncias altamente tóxicas ao organismo, formadas a partir do oxigênio e que têm um número ímpar de elétrons na sua órbita externa, isto é, possuem um elétron não pareado na sua última órbita. São altamente reativos e altamente instáveis, capazes de grandes alterações químicas num espaço de tempo muito pequeno. Por outro lado, são indispensáveis para determinados processos fisiológicos no organismo.
O dano celular causado pelos radicais livres acontece porque eles reagem inespecificamente com todos os componentes celulares. Assim, conforme o local e a quantidade, resultarão diferentes tipos de alterações químicas que provocam a destruição de determinadas estruturas celulares e de funções da célula, promovendo o envelhecimento e diversas patologias.
A ação deletéria dos radicais livres é controlada pelo sistema de defesa do organismo, pelos agentes antioxidantes, impedindo o estresse oxidativo e o conseqüente dano tecidual.
Os principais radicais livres são: ânion superóxido (O2), radical hidroxila (·OH), radical peroxil (ROO·), óxido nítrico (NO), íons nitrossônico (NO+), nitroxila (NO*).
Substâncias que não são radicais livres mas tem ação semelhante: água oxigenada (H202), ânion hipoclorito (OCl*), oxigênio singlet (1O2).
Biologia na Internet (sites para aprendizado virtual) Programa Educacional em Biologia Molecular (site em português da Escola Paulista de Medicina/UNIFESP, onde se pode entender melhor alguns conceitos relativos à célula, DNA, replicação, transcrição, tradução, etc).
Biologia Viva (site de um professor carioca que oferece exercícios de biologia para download, direcionados para quem está prestando vestibular).
The Biology Project (curso interativo para aprendizado básico de biologia e genética; site em inglês com versão parcial também em espanhol).
Educational Courses on the Web (uma lista variada de links para diversos cursos virtuais na Internet).
