A Célula

A Célula

A célula é a menor unidade do ser vivo, isto é, a célula (e nenhuma unidade menor) é capaz do executar as funções básicas do organismo: metabolismo, crescimento, movimento. Multiplicação e herança. O crescimento, a multiplicação e a transmissão hereditária são possíveis graças à divisão celular.

Os componentes celulares são a membrana celular, o citosol ou citoplasma (cerca de 50% do volume) e as estruturas subcelulares delimitadas por sua própria membrana, as organelas. As organelas das células eucarióticas são altamente especializadas. Seu material genético, por exemplo, é concentrado no núcleo celular; suas enzimas digestivas, nos lisossomos; e sua produção oxidativa de ATP ocorre nas mitocôndrias.

O núcleo celular contém a cariolinfa, o nucléolo e a cromatina, com os portadores da informação hereditária, os ácidos desoxirribonucleicos (DNA). As fitas duplas de DNA são tão enroladas e dobradas que formam cromossomos que medem 10 µm. O homem possui 46 cromossomos, sendo 22 pares autossômicos mais 2 cromossomos X (mulher) ou um X e um Y (homem. O DNA constitui-se de uma cadeia de moléculas com três partes, os nucleotídeos, formados por uma pentose (desoxirribose), um fosfato e uma base: a cada molécula de açúcar da unidade de açúcar-fosfato (... desoxirribose-fosfato-desoxirribose...) liga-se uma dentre quatro bases diferentes. O padrão da seqüência de bases representa o código genético de cada uma das cerca de 100.000 proteínas diferentes que uma única célula sintetiza durante sua vida (expressão gênica). Duas dessas fitas de DNA são interligadas na dupla hélice por meio de bases pareadas, sempre adenina (A) com timina (T) e guanina (G) com Citosina (C). Assim, a sequencia de bases de uma fita de DNA é a imagem em espelho da outra. Dessa forma uma fita pode complementar, com um conteúdo idêntico de informações, o que é usado, antes de cada divisão celular, para a transmissão hereditária (replicação).

A tradução do código do DNA no núcleo (seqüência de bases) para a síntese protéica no citosol (seqüência de aminoácidos) é realizada pelos ácidos ribonucléicos: RNAm (mensageiro). Eles são formados no núcleo e diferem do DNA por constituírem-se de uma fita simples e por conterem ribose em vez de desoxirribose e uracil (U) em vez de timina. Na cadeia de DNA, cada aminoácido da futura proteína é codificado por três bases seguidas (trincas de bases C-T-C), os códons. Na leitura do DNA, é sintetizada no RNAm uma trinca de bases complementar( no exemplo, G-A-G) , o códon. A leitura do códon nos ribossomos é tarefa de RNAt (transportador), que é relativamente curto e possui uma trinca de bases complementares ao códon, o anticódon (no exemplo, C-U-C).

A síntese de RNA no núcleo celular está sob o controle das RNA-polimerases (tipos I-III), cuja ação sobre o DNA em geral está bloqueada por uma proteína repressora. Quando o repressor é suprimido (desrepressão) e os fatores gerais de transcrição são ligados à chamada seqüência de promotores de DNA (por ex, T-A-T-A no caso da RNA-polimerase II), a polimerase é fosforilada. Ativada dessa forma, ela separa as duas cadeias de DNA em um determinado ponto, de modo que, em uma delas, o código pode ser lido e trnscrito na forma de uma cadeia de RNAm . Esse RNAhn (RNA nuclear heterogêneo) , sintetizado pela polimerase, é provido de um capuz na extremidade 5’ e de uma cauda de poliadenina na extremidade 3’ e envolvido imediatamente em um invólucro de proteínas, o que resulta em RNPhn (partículas de proteínas ribonucléicas nucleares heterógenas). Seu RNA primário ou pré-RNAm contém não apenas a seqüência de bases que servem como código para os aminoácidos da proteína a ser sintetizada, mas também seqüências que nada têm a ver com a verdadeira codificação (introns). Os íntrons podem conter de 100 até 10.000 nucleotídeos, são separados da cadeia primária de RNAm e decompostos, sendo que os próprios íntrons têm a informação do ponto preciso da separação. O processamento depende de ATP e é feito pela ação conjunta de numerosas proteínas de um complexo de ribonucleoproteínas. Os introns constituem a maior parte do pré-RNAm. No fator de coagulação VIII, que possui 25 íntrons, perfazer 95% da cadeia de nucleotídeos. Ao final dessa modificação pós-transcricional, o RNAm ainda pode ser modificado (p. ex. por metilação).

O RNA sai do Núcleo para o citosol através dos poros nucleares (cerca de 4.000/célula). Os poros são complexos protéicos com alta massa molecular (125 MDa) presentes na membrana nuclear que possibilitam o transporte seletivo de grandes moléculas para o interior do núcleo (p. ex., fatores de transcrição, RNA-polimerases ou receptores citoplasmáticos de hormônios esteroides), para fora dele (p. ex., RNAm, RNAt) ou em ambas as direções (p. ex., proteínas ribossomais). Para a passagem (ATP-dependente) de uma molécula em quelquer direção, é necessário um sinal específico, que orienta a molécula pelo poro. Para a saída do RNAm do núcleo, o sinal é a estrutura emcapuz na extremidade 5’, para a entrada de proteínas, são necessárias uma ou duas determinadas seqüências de poucos aminoácidos (na maioria básicos), que são parte da cadeia peptídica de uma proteína nuclear e, provavelmente, formam uma alça peptídica na superfície protéica. Esse sinal de localização nuclear, por exemplo, no receptor citoplasmático de glicocorticoide, na ausência do glicocorticoide, está encobero por uma proteína chaperon (proteína de choque térmico, hsp90) e só é liberado quando o hormônio é ligado e, por isso, a hsp90 se solta do receptor. O receptor “ativado” dessa forma entra no núcleo, onde se fixa a uma seqüência de DNA específica e regula a transcrição de determinados genes.

O envoltório nuclear é constituído de duas membranas fosfolipídicas duplas, que se comunicam nos poros nucleares. As duas membranas têm composições diferentes, sendo que a externa tem continuidade com a membrana do retículo endoplasmático.

Os RNAm exportados do núcleo alcançam os ribossomos, que se encontram livres no citosol ou estão ligados na face do RE voltada para o citosol. Cada ribossomo é constituído de dúzias de proteínas que estão associadas com várias moléculas estruturais do RNA (RNAr [ribossomal]). As duas subunidades do ribossomo são transcritas no nucléolo a partir de numerosos genes RNAr e, separadas, saem do núcleo através dos poros. Reunidas, constituem o ribossomo, uma “maquina” bioquímica para a síntese de proteínas (translação). Para a formação da cadeia peptídica, é necessário (para cada um dos 21 aminoácidos preteinogênicos) um RNAt especifico que, na sua extremidade C-C-A (igual