O biologia Celular É o ramo da biologia que estuda todos os aspectos relacionados à vida celular. Ou seja, com a estrutura, função, evolução e comportamento das células que constituem os seres vivos na Terra; em outras palavras, tudo inerente ao seu nascimento, sua vida e sua morte.
É uma ciência que integra um grande número de conhecimentos, entre os quais se destacam a bioquímica, a biofísica, a biologia molecular, as ciências computacionais, a biologia do desenvolvimento e comportamental e a biologia evolutiva, cada uma com uma abordagem própria e estratégias de experimentação próprias para responder a questões específicas.
Uma vez que a teoria celular afirma que todos os seres vivos são compostos de células, a biologia celular não distingue entre animais, plantas, bactérias, arquéias, algas ou fungos e pode se concentrar em células individuais ou em células pertencentes a tecidos e órgãos do mesmo indivíduo multicelular.
Assim, por se tratar de uma ciência experimental (e não descritiva), a pesquisa neste ramo da biologia depende dos métodos disponíveis para o estudo da ultraestrutura celular e suas funções (microscopia, centrifugação, cultura em vitro, etc.)
Índice do artigo
Alguns autores consideram que o nascimento da biologia celular ocorreu com o advento da teoria celular proposta por Schleiden e Schwann em 1839.
No entanto, é importante considerar que as células foram descritas e estudadas muitos anos antes, a começar pelas primeiras descobertas de Robert Hooke que, em 1665, viu pela primeira vez as células que constituíam o tecido morto de uma folha de cortiça; e continuando com Antoni van Leeuwenhoek, que anos mais tarde observou amostras com diferentes microorganismos sob o microscópio.
Depois dos trabalhos de Hooke, Leeuwenhoek Schleiden e Schwann, muitos autores também se dedicaram à tarefa de estudar células, com as quais se refinaram detalhes de sua estrutura interna e funcionamento: o núcleo das células eucarióticas, DNA e cromossomos, mitocôndrias, retículo endoplasmático, Complexo de Golgi, etc..
Em meados do século 20, o campo da biologia molecular viu um progresso considerável. Isso influenciou que, durante a década de 1950, a biologia celular também experimentou um crescimento considerável, já que naqueles anos era possível manter e multiplicar células. em vitro, isolado de organismos vivos.
Avanços em microscopia, centrifugação, formulação de meios de cultura, purificação de proteínas, identificação e manipulação de linhagens celulares mutantes, experimentação com cromossomos e ácidos nucléicos, entre outras coisas, estabelecem um precedente para o rápido avanço da biologia celular para a era atual.
A biologia celular é responsável pelo estudo de células procarióticas e eucarióticas; ele estuda os processos de sua formação, sua vida e sua morte. Geralmente, pode se concentrar nos mecanismos de sinalização e na estruturação das membranas celulares, bem como na organização do citoesqueleto e na polaridade celular..
Também estuda a morfogênese, ou seja, os mecanismos que descrevem como as células se desenvolvem morfologicamente e como as células que "amadurecem" e se transformam ao longo da vida mudam com o tempo..
A biologia celular inclui tópicos relacionados à mobilidade e metabolismo energético, bem como a dinâmica e biogênese de suas organelas internas, no caso de células eucarióticas (núcleo, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndria, cloroplastos, lisossomas, peroxissomos, glicosomos, vacúolos, glioxissomos, etc.).
Também envolve o estudo dos genomas, sua organização e função nuclear em geral..
Na biologia celular, estudam-se a forma, o tamanho e a função das células que constituem todos os organismos vivos, bem como os processos químicos que ocorrem no seu interior e a interação entre os seus componentes citosólicos (e a sua localização subcelular) e as células com o seu ambiente..
Entrar no campo da biologia celular é uma tarefa simples quando alguns conhecimentos básicos ou conceitos essenciais são levados em consideração, pois com eles e com o uso da razão é possível compreender em profundidade o complexo mundo das células..
Entre os conceitos fundamentais que devem ser levados em conta no panorama está a concepção de que as células são as unidades básicas da vida, ou seja, são os "blocos" que permitem a construção de organismos que podemos chamar de "vivos" e que todos são separados do ambiente extracelular graças à presença de uma membrana.
Independentemente de seu tamanho, forma ou função em um tecido específico, todas as células desempenham as mesmas funções básicas que caracterizam os seres vivos: crescem, se alimentam, interagem com o ambiente e se reproduzem..
Embora existam células eucarióticas e células procarióticas, que são fundamentalmente diferentes no que diz respeito à sua organização citosólica, qualquer célula que se tenha em mente, todas, sem exceção, têm ácido desoxirribonucléico (DNA) dentro delas, uma molécula que abriga "o estrutural, morfológico e planos funcionais ”de uma célula.
As células eucarióticas possuem organelas especializadas em seu citosol para diferentes funções que contribuem para seus processos vitais. Essas organelas realizam a produção de energia a partir do material nutritivo, a síntese, o empacotamento e o transporte de muitas proteínas celulares e também a importação e digestão de grandes partículas..
As células possuem um citoesqueleto interno que mantém a forma, direciona a movimentação e o transporte das proteínas e das organelas que as utilizam, além de colaborar na movimentação ou deslocamento de toda a célula..
Existem organismos unicelulares e multicelulares (cujo número de células é altamente variável). Os estudos de biologia celular geralmente se concentram em organismos "modelo", que foram definidos de acordo com o tipo de célula (procariotos ou eucariotos) e de acordo com o tipo de organismo (bactéria, animal ou planta)..
Os genes são parte da informação codificada nas moléculas de DNA que estão presentes em todas as células da Terra..
Estes não apenas cumprem funções no armazenamento e transporte da informação necessária para determinar a sequência de uma proteína, mas também exercem importantes funções regulatórias e estruturais..
Há um grande número de aplicações para a biologia celular em áreas como medicina, biotecnologia e meio ambiente. Aqui estão alguns aplicativos:
Coloração fluorescente in situ e hibridização (FISH) de cromossomos podem detectar translocações cromossômicas em células cancerosas.
A tecnologia dos microarrays de "chip" de DNA permite conhecer o controle da expressão gênica da levedura, durante seu crescimento. Essa tecnologia tem sido usada para entender a expressão de genes humanos em diferentes tecidos e células cancerígenas.
Os anticorpos marcados com fluorescência, específicos contra proteínas do filamento intermediário, permitem conhecer o tecido que deu origem ao tumor. Essas informações ajudam o médico a escolher o tratamento mais adequado para combater o tumor..
Uso de proteína fluorescente verde (GFP) para localizar células dentro de um tecido. Usando tecnologia de DNA recombinante, o gene GFP é introduzido em células específicas de um animal completo.
Foram escolhidos dois exemplos de artigos publicados na revista Nature Cell Biology Review. São os seguintes:
Foi descoberto que outras moléculas, além da sequência do genoma, podem transferir informações entre gerações. Essas informações podem ser modificadas pelas condições fisiológicas e ambientais das gerações anteriores..
Assim, há informações no DNA não associadas à sequência (modificações covalentes de histonas, metilação do DNA, pequenos RNAs) e informações independentes do genoma (microbioma)..
Em mamíferos, a desnutrição ou boa nutrição afeta o metabolismo da glicose da prole. Os efeitos paternos nem sempre são mediados por gametas, mas podem agir indiretamente maternalmente.
As bactérias podem ser herdadas pela mãe, pelo canal do parto ou pela amamentação. Em camundongos, uma dieta pobre em fibras produz uma diminuição na diversidade taxonômica do microbioma ao longo das gerações. Eventualmente, ocorre a extinção de subpopulações de microrganismos.
Os mecanismos que governam a estrutura da cromatina e seu papel na doença são atualmente conhecidos. Nesse processo, o desenvolvimento de técnicas que permitam a identificação da expressão de genes oncogênicos e a descoberta de alvos terapêuticos tem sido fundamental..
Algumas das técnicas utilizadas são imunoprecipitação da cromatina seguida de sequenciamento (ChIP-seq), sequenciamento de RNA (RNA-seq), ensaio transpoacessível de cromatina usando sequenciamento (ATAC-seq).
No futuro, o uso da tecnologia CRISPR-Cas9 e da interferência de RNA desempenhará um papel no desenvolvimento de terapias contra o câncer..
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