Estrutura e Função da Célula Procariótica

Estrutura e Função da Célula Procariótica

A grande maioria das células na Terra são procarióticas, por isso estamos em minoria. Sente-se em desvantagem numérica?

Se os procariotas não fossem tão feios, até seriam giros:

Existem dois tipos principais de procariotas:

Bactérias (singular “bactéria”)
• Archaea (singular “arquebactéria”)

Como já deve ter lido anteriormente nesta unidade, os biólogos estimam agora que cada ser humano transporta quase 20 vezes mais células bacterianas, ou procarióticas, no seu corpo do que células humanas, ou eucarióticas. Se essa estatística o sobrecarregar, fique descansado que a maioria destas bactérias está a tentar ajudá-lo, não a magoá-lo.

Numericamente, existem 20 vezes mais células procarióticas na Terra do que as células eucarióticas. Contudo, isto é apenas uma estimativa mínima, porque existem triliões sobre triliões de células bacterianas que não estão associadas a organismos eucarióticos.

Além disso, todos os arcaicos são também procarióticos. Como é o caso das bactérias, desconhece-se quantas células arqueanas existem na Terra, mas o número é certamente astronómico. No total, as células eucarióticas constituem apenas uma fracção muito pequena do número total de células na Terra. Então…quem gere este lugar, novamente?

Há quatro estruturas principais partilhadas por todas as células procarióticas, bacterianas ou arqueanas:

A membrana plasmática
1. Citoplasma
2. Ribosomas
3. Material genético (ADN e ARN)

algumas células procarióticas também têm outras estruturas como a parede celular, pili (singular “pillus”), e flagella (singular “flagellum”). Cada uma destas estruturas e componentes celulares desempenha um papel crítico no crescimento, sobrevivência, e reprodução das células procarióticas.

Membrana Plasmática Procariótica

Células procarióticas podem ter múltiplas membranas plasmáticas. As procariotas conhecidas como “bactérias gram-negativas”, por exemplo, têm frequentemente duas membranas plasmáticas com um espaço entre elas conhecido como periplasma. Como em todas as células, a membrana plasmática em células procarióticas é responsável pelo controlo do que entra e sai da célula.

Uma série de proteínas presas na membrana (pobres tipos) também ajuda as células procarióticas a comunicar com o ambiente circundante. Entre outras coisas, esta comunicação pode incluir o envio e a recepção de sinais químicos de outras bactérias e a interacção com as células de organismos eucarióticos durante o processo de infecção. A propósito, a infecção é o tipo de coisa que não se quer que os procariotas lhe façam.

Cuidado que a membrana plasmática é universal a todas as células, procariotas e eucariotas. Porque este componente celular é tão importante e tão comum, é abordado em grande detalhe na sua própria subsecção Em Profundidade.

Citoplasma procariótico

O citoplasma em células procarióticas é uma substância gelatinosa, mas fluida, na qual todos os outros componentes celulares estão suspensos. Pense em gelatina para as células. É muito semelhante ao citoplasma eucariótico, excepto que não contém organelas.

Recentemente, os biólogos descobriram que as células procarióticas têm um citoesqueleto complexo e funcional semelhante ao observado nas células eucarióticas2. O citoesqueleto ajuda uma célula procariótica a dividir-se e a manter a sua forma redonda e carnuda. Como é o caso das células eucarióticas, o citoesqueleto é a estrutura ao longo da qual as partículas na célula – incluindo proteínas, ribossomas, e pequenos anéis de ADN chamados plasmídeos – se movimentam ao redor. É o “sistema de auto-estrada” da célula suspenso em gell-O.

Ribossomas procarióticos

Ribossomas procarióticos são mais pequenos e têm uma forma e composição ligeiramente diferente daquelas encontradas nas células eucarióticas. Os ribossomas bacterianos, por exemplo, têm cerca de metade da quantidade de RNA ribossómico (rRNA) e um terço menos de proteínas ribossómicas (53 vs. ~83) do que os ribossomas eucarióticos têm3. Apesar destas diferenças, a função do ribossoma procariótico é praticamente idêntica à da versão eucariótica. Tal como nas células eucarióticas, os ribossomas procarióticos constroem proteínas através da tradução de mensagens enviadas a partir do ADN.

Material Genético Procariótico

Todas as células procarióticas contêm grandes quantidades de material genético sob a forma de ADN e ARN. Como as células procarióticas, por definição, não têm um núcleo, uma única grande fita circular de ADN contendo a maioria dos genes necessários ao crescimento, sobrevivência e reprodução das células encontra-se no citoplasma.

Este ADN cromossómico tende a parecer uma confusão de cordel no meio da célula:

Imagem de micrografia electrónica de transmissão (Fonte)

Usualmente, o ADN está espalhado por toda a célula, onde é facilmente acessível para ser transcrito em RNA mensageiro (mRNA) que é imediatamente traduzido pelos ribossomas em proteínas. Por vezes, quando os biólogos preparam células procarióticas para visualização ao microscópio, o ADN condensa-se numa parte da célula para produzir uma área escurecida chamada nucleoide.

Como nas células eucarióticas, o cromossoma procariótico está intimamente associado a proteínas especiais envolvidas na manutenção da estrutura cromossómica e na regulação da expressão genética.

Além de um único pedaço grande de ADN cromossómico, muitas células procarióticas também contêm pequenos pedaços de ADN chamados plasmídeos. Estes anéis circulares de ADN são replicados independentemente do cromossoma e podem ser transferidos de uma célula procariótica para outra através do pili, que são pequenas projecções da membrana celular que podem formar canais físicos com o pili das células adjacentes.

A transferência de plasmídeos entre uma célula e outra é frequentemente referida como “sexo bacteriológico”. Soa sujo.

Os genes de resistência aos antibióticos, ou a ineficácia gradual dos antibióticos nas populações, são muitas vezes transportados em plasmídeos. Se estes plasmídeos forem transferidos de células resistentes para células não resistentes, a infecção bacteriana em populações pode tornar-se muito mais difícil de controlar. Por exemplo, descobriu-se recentemente que o MRSA superbug, ou Staphylococcus aureus multirresistente, recebeu alguns dos seus genes de resistência aos medicamentos nos plasmídeos4,

Células procarióticas são frequentemente vistas como “mais simples” ou “menos complexas” do que as células eucarióticas. Em alguns aspectos, isto é verdade. As células procarióticas têm geralmente menos estruturas visíveis, e as estruturas que têm são menores do que as observadas nas células eucarióticas.

Não se deixem enganar. Só porque as células procarióticas parecem “simples” não significa que sejam de alguma forma inferiores ou inferiores às células e organismos eucarióticos. Fazendo esta suposição pode causar sérios problemas.

Biólogos estão agora a aprender que as bactérias são capazes de comunicar e colaborar umas com as outras a um nível de complexidade que rivaliza com qualquer sistema de comunicação alguma vez desenvolvido pelos humanos5. Toma lá, Facebook e Twitter! Prokaryotes mostrou-lhe com certeza.

Além disso, algumas células arqueanas são capazes de prosperar em ambientes tão hostis que nenhuma célula eucariótica sobreviveria por mais de alguns segundos6. Tente viver numa fonte quente, lago salgado, vulcão, ou mesmo no subsolo profundo. As células procarióticas são também capazes de extrair coisas com que as células eucarióticas só poderiam sonhar, em parte devido à sua maior simplicidade. Ser maior e mais complexo nem sempre é melhor.

Estas células e organismos são tão adaptados às suas condições locais como qualquer eucariote e, nesse sentido, são tão “evoluídos” como qualquer outro organismo vivo na terra.

Brain Snack

Um tipo de comunicação bacteriana, também conhecida como detecção do quórum, é onde pequenos sinais químicos são usados para contar quantas bactérias existem. Ouça mais sobre isto aqui.