Fundamentos Da Biologia Celular

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UNIDADE E DIVERSIDADE DAS CÉLULAS CÉLULAS SOB O MICROSCÓPIO A CÉLULA PROCARIÓTICA A CÉLULA EUCARIÓTICA ORGANISMOS-MODELO Introdução às Células CAPÍTULO 1 O que significa estar vivo? Pessoas, petúnias e algas estão vivas; pedras, areia e brisa de verão não estão. Contudo, quais são as principais propriedades que caracterizam as coisas vivas e as distinguem da matéria sem vida? A resposta inicia com o fato básico, que é dado como certo por biólogos no momento, mas marcou uma revolução no pensamento quando estabelecido pela primeira vez há 170 anos. Todas as coisas vivas são feitas de células: peque- nas unidades limitadas por membranas preenchidas com uma solução aquosa concentrada de compostos e dotadas de uma capacidade extraordinária de criar cópias delas mesmas pelo seu crescimento e pela sua divisão em duas. As formas mais simples de vida são células solitárias. Organismos superiores, incluindo nós mesmos, são comunidades de células derivadas do crescimento e da divisão a partir de uma única célula fundadora: cada animal, planta ou fungo é uma vasta colônia de células individuais que realizam funções especializadas coorde- nadas por complicados sistemas de comunicação. As células, portanto, são as principais unidades de vida, e é na biologia celular que devemos procurar por uma resposta para a questão de o que é vida e como ela funciona. Com uma compreensão mais profunda da estrutura, da fun- ção, do comportamento e da evolução celular, poderemos enfrentar os grandes problemas históricos da vida na Terra: as suas origens misteriosas, a sua maravi- lhosa diversidade e a sua invasão em cada hábitat imaginável. Ao mesmo tempo, a biologia celular pode nos fornecer as respostas para as questões que temos sobre nós mesmos: de onde viemos? Como nos desenvolvemos a partir de um único óvulo fertilizado? Como cada um de nós é diferente de cada outra pessoa na Terra? Por que ficamos doentes, envelhecemos e morremos? Neste capítulo, iniciamos olhando para a grande variedade de formas que as células podem apresentar e também damos uma rápida olhada na maquinaria química que todas as células têm em comum. Então, consideraremos como as células se tornam visíveis sob o microscópio e o que vemos quando observa- mos atentamente dentro delas. Por fim, discutiremos como podemos explorar Alberts_book.indb 1 11/02/11 13:13 2 Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts & Walter as similaridades entre os seres vivos para alcançar uma compreensão coerente de todas as formas de vida na Terra – a partir da bactéria mais minúscula até o imenso carvalho. UNIDADE E DIVERSIDADE DAS CÉLULAS Biólogos celulares frequentemente falam sobre “a célula” sem especificar qual- quer célula em particular. Entretanto, as células não são todas semelhantes; na verdade, elas podem ser muito diferentes. Estima-se que existam no mínimo 10 milhões – talvez 100 milhões – de espécies distintas de seres vivos no mundo. Antes de pesquisar mais a fundo a biologia celular, devemos nos perguntar: o que uma bactéria tem em comum com as células de uma borboleta, o que as células de uma rosa têm em comum com as de um golfinho? E de que maneira elas diferem? As células variam muito em aparência e função Comecemos pelo tamanho. Uma célula bacteriana – digamos um Lactobacillus em um pedaço de queijo – tem poucos micrômetros, ou μm, de comprimento. Isso é cerca de 25 vezes menor do que a espessura de um cabelo humano. Um ovo de sapo – que também é uma célula única – possui um diâmetro de cerca de 1 milímetro. Se aumentássemos a escala de modo que o Lactobacillus tivesse o tamanho de uma pessoa, o ovo de sapo teria 800 metros de altura. As células não variam menos nas suas formas e funções. Considere a galeria de células mostradas na Figura 1-1. Uma célula nervosa típica em seu cérebro é enormemente estendida; ela envia seus sinais elétricos ao longo de uma protrusão fina que possui o comprimento 10.000 vezes maior do que a espessura, e ela re- cebe sinais de outras células através de uma massa de processos mais curtos que brotam de seu corpo como os ramos de uma árvore. Um Paramecium em uma gota de água parada tem a forma de um submarino e está coberto por milhares de cí- lios – extensões semelhantes a pelos cujo batimento sinuoso arrasta a célula para frente, rodando-a à medida que ela se locomove. Uma célula na camada superfi- cial de uma planta é um prisma imóvel envolvido por uma caixa rígida de celulose, com uma cobertura externa de cera à prova d’água. A bactéria Bdellovibrio é um torpedo com forma de salsicha que se move para frente por um flagelo em rotação com forma de saca-rolhas que está anexado à sua parte posterior, onde ele atua como uma hélice. Um neutrófilo ou um macrófago

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