Por que a existência da membrana plasmática e um marco para o surgimento dos primeiros seres vivos?

Biologia celular, também denominada de citologia, é o ramo da biologia responsável pelo estudo das células. As células são as unidades básicas estruturais e funcionais dos organismos. Assim, a biologia celular estuda a parte estrutural delas bem como suas funções. O estudo das células tem avançado à medida que surgem novas tecnologias.

A biologia celular, pelo estudo da estrutura e do funcionamento das células, assim como da interação entre elas, permite maior compreensão do funcionamento dos organismos.

A biologia celular atua de forma integrada a outros ramos do conhecimento, como bioquímica, biologia molecular, genética e imunologia, o que contribui para um avanço nas mais diversas áreas de atuação, como a medicina.

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Célula: o material de estudo da biologia celular

As células são as unidades básicas estruturais e funcionais dos organismos. Alguns deles são constituídos por apenas uma célula, sendo denominados unicelulares,  como bactérias, protozoários e alguns fungos e algas. Já outros organismos apresentam mais de uma célula, sendo denominados multicelulares, como animais, plantas e alguns fungos e algas.

As células podem ser classificadas em dois tipos: procarióticas e eucarióticas. As células procarióticas não apresentam um sistema de endomembranas, assim, seu núcleo não é delimitado e seu material genético encontra-se disperso no citosol, além disso, não apresenta organelas membranosas. No seu citoplasma estão presentes os ribossomos, estruturas celulares responsáveis pela síntese de proteínas. Essas células são encontradas em bactérias e cianobactérias.

As células eucarióticas apresentam um sistema de endomembranas, assim, seu núcleo, onde se encontra o material genético, é delimitado; apresentam também diversas organelas celulares, como mitocôndria e complexo golgiense. Essas células estão presentes em algas, protozoários, fungos, animais e plantas.

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A história da biologia celular

No ano de 1930, os cientistas alemães Matthias Jakob Schleiden e Theodor Schwann propuseram a teoria celular, na qual afirmam que a célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos, e que todas as células originam-se de células preexistentes. Muitos autores consideram esse fato como o marco do nascimento da biologia celular.

Entretanto, muitos anos antes, outros pesquisadores também realizaram importantes estudos nessa área e que merecem destaque, como é o caso do estudo de Robert Hooke, que, no ano de 1665, publicou o primeiro trabalho usando a microscopia como uma ferramenta de análise do material biológico.

É importante destacar que Hooke foi quem utilizou primeiramente o termo “célula”, dando esse nome aos espaços vazios que observava em um material de cortiça. O que Hooke observava, na verdade, eram as paredes celulares de células, estando elas mortas; por isso, o espaço vazio. No entanto, tempos depois, descobriu-se que aqueles espaços vazios continham material vivo, e a célula passou a ser considerada uma estrutura viva.

Além de Hooke, podemos destacar Antonie van Leeuwenhoek, pesquisador holandês, que relatou a descoberta dos protozoários, no ano de 1674; além da descoberta dos glóbulos vermelhos sanguíneos em peixes, anfíbios e alguns mamíferos, como o ser humano, em 1675; também desenvolveu uma série de microscópios e lentes especiais, entre outras contribuições.

A primeira organela celular descrita foi o núcleo celular. Alguns autores creditam essa descrição ao pesquisador botânico Robert Brown, que visualizou o núcleo de células de orquídeas no ano de 1836. Entretanto, outros autores creditam essa descoberta ao pesquisador Antonie van Leeuwenhoek, que já havia visualizado o núcleo em hemácias de salmão (diferentemente das hemácias em mamíferos, nos salmões elas são nucleadas), em seus trabalhos realizados no século XVII.

Inúmeros outros cientistas fizeram grandes contribuições para a biologia celular, e, à medida que novas tecnologias surgem, novas descobertas são realizadas e colaboram para o desenvolvimento dessa área. O desenvolvimento da microscopia, por exemplo, trouxe considerável avanço para a biologia celular, como veremos no próximo tópico.

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A microscopia na biologia celular

Os primeiros microscópios eram bastante simples, constituídos apenas por uma lente, o que restringia bastante os resultados dos trabalhos realizados. Apenas no final do século XIX surgiram os primeiros microscópios binoculares e com um conjunto de lentes objetivas que permitiam uma melhor visualização do material estudado.

Com o passar dos anos, surgiram novos aparelhos, no entanto, para a visualização de diversas estruturas, era necessária a utilização de corantes na célula, o que acabava por levá-la à morte. A criação do microscópio de contraste de fases, em 1932, pelo físico holandês Frits Zernike, foi um grande marco para a biologia celular, pois a tecnologia desse novo instrumento permitia a visualização de algumas estruturas celulares sem o uso de corante e, assim, o estudo da célula viva. Frits Zernike recebeu o prêmio Nobel de física, no ano de 1953, por sua criação.

Durante muito tempo, apenas microscópios ópticos eram utilizados nos mais diversos estudos. Nesse tipo de microscópio, a luz visível passa através do material de estudo e, em seguida, por lentes de vidro que refratam a luz, de modo que a imagem do material é aumentada à medida que é projetada para dentro do olho ou de uma câmera. O microscópio óptico tem a capacidade de aumentar, de forma eficaz, até mil vezes o tamanho do material que está sendo analisado.

A partir dos anos 1950, surgiram os microscópios eletrônicos, que utilizam em sua tecnologia feixes de elétrons, o que contribuiu para a detecção de estruturas ainda não reveladas pelo microscópio óptico. Essa tecnologia vem sendo sempre aprimorada, refletindo no avanço constante da biologia celular.

Nesta seção, você poderá aprofundar seus conhecimentos a respeito das células, suas organelas, suas funções, dos processos que ocorrem no interior dessas estruturas, entre outros temas relacionados ao ramo da biologia celular.

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