Introdução
As células foram observadas pela primeira vez em 1665 (século XVII) pelo cientista inglês Robert Hooke.
Célula: Em um conceito amplo, pode ser considerada como:
* A unidade fundamental dos seres vivos.
* A menor estrutura biológica capaz de ter vida autônoma.
As células existem como seres unicelulares, ou fazendo parte de seres mais complexos, os pluricelulares.
No interior de cada célula existem estruturas encarregadas de garantir sua respiração, nutrição, movimento e, se necessário, sua divisão.
A compreensão da estrutura e do funcionamento da célula implica no conhecimento de sua composição química.
| Substâncias inorgânicas que compõem a célula são: | As substâncias orgânicas são: |
| Água e Sais minerais. | Açucares (carboidratos), gorduras (lipídios) proteínas e ácidos nucléicos. |
Percentuais:
| Água | Proteínas | Açucares | Ácidos nucléicos | Outras substâncias |
| 75 a 85% | 10 a 15% | 1% | 1% | 1% |
Dos mais de 100 elementos químicos conhecidos apenas 24 parecem ser essenciais para manter a estrutura e função do organismo.
| Elementos principais: | Minerais principais: | Elementos traços: |
| 99,3% do total de átomos. | 0,69% do total de átomos: | menos de 0,01%: |
| H,O,C,N. | Ca, P, K, Na, Cl, Mg, S. | Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co, Cr, Se, Mo, Si,F,Sn,V |
A maioria dos elementos estão presentes na forma de íons ( átomos eletricamente carregados)
A água: É a substância mais abundante dentro e fora do corpo dos seres vivos.
A molécula da água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.
A disposição espacial não é linear, eles formam um ângulo de aproximadamente 105o, como mostra a figura.
Essa disposição estabelece na molécula uma zona positiva de um lado e uma zona negativa do lado oposto (caráter misto 60% covalente 40% iônico).Uma característica importante e o pequeno volume desta molécula.
PROPRIEDADES MACROSCÓPICAS
Densidade: a água apresenta densidades diferentes entre suas fases sólida (menos densa, flutua) e líquida. Não deixa congelar lagos e oceanos por completo.
Calor Específico: a água possui calor específico muito elevado 1 cal/goC. (Necessita de muita energia para aquecer, por outro lado custa a esfriar. Como a água é aproximadamente 3/4 de um sistema biológico, ela age como moderados térmico. (PROTEÇÃO CONTRA MUDANÇAS BRUSCAS DE TEMPERATURA).
Calor de vaporização: a água tem calor alto de vaporização. Para passar isotermicamente de líquido a vapor, 37oC, ela exige energia de 580cal/g, isso trás vantagens porque um sistema biológico vai necessitar de muita energia para ser desidratado.
Outra conseqüência é o uso da água para controle da temperatura corporal. Nos animais homeotermos (temperatura constante), a evaporação de pequenas quantidades de água serve para dissipar o excesso de calor corporal, através da perspiração imperceptível).
Exemplo: Cães (ofego) Respiração ofegante, rápida, pela boca.
Tensão superficial: atrações intermoleculares tendem a manter coesas as moléculas de um líquido. As moléculas da camada externa são atraídas para o centro, e constituem uma espécie de membrana que impede a penetração na massa líquida.
A tensão superficial da água é alta, e certamente concorreu para a compartimentação biológica, através de gênese da membrana.
Viscosidade: A água deveria ter alta viscosidade por causa das pontes de hidrogênio, isto seria um fator desfavorável. Mas a viscosidade é muito baixa, acredita-se que isso deve à continua flutuação das pontes de hidrogênio, que fazem e desfazem em 10-11s. A alta viscosidade seria prejudicial as trocas hídricas dos organismos, e no caso da circulação sanguínea, um obstáculo a hemodinâmica.
Moléculas que apresentam essa característica são denominadas moléculas "polares". Moléculas que não apresentam essa polaridade são denominadas "apolares". Ex. lipídios.
Anfipáticas: É uma molécula que tem em um lado carga elétrica ou polaridade e do outro lado ela é apolar.
A polaridade da molécula de água cria a tendência de união com outras moléculas, formando pontes de hidrogênio entre elas.
A forte atração entre as moléculas de água é denominada "coesão"
As moléculas de água tendem a se unir a outras moléculas polares. Essa atração entre as moléculas de água e outra substâncias polares é denominada "adesão".
A água é considerada o solvente universal. Essa propriedade está relacionada com a polaridade da molécula e seu grande poder de adesão. As moléculas do soluto (polar) em contato com o solvente (água), envolve o soluto, separando-se.
A propriedade solvente da água é importantíssima, pois todos os reagentes químicos contidos dentro da célula estão dissolvidos em água, e todas as reações química celulares ocorrem em um meio líquido.
As substâncias que se dissolvem na água são denominadas "hidrofílicas" (polares) e as que não se dissolvem são denominadas "hidrofóbicas" (apolares).
Fosfolipídios: São lipídios unidos a um grupo fosfato.
A membrana plasmática e todas as membranas celulares são formadas basicamente por duas camadas de fosfolipídios, com proteínas imersas nessas camadas (lipoprotéicas).
As moléculas dos fosfolipídios tem comportamento particular em relação a água. Uma parte da molécula possui afinidade com a água e outra parte não a possui. Diz-se que as moléculas são formadas por uma cabeça "hidrofílica" e uma cauda "hidrofóbica". Devido a essa propriedade, quando essas moléculas estão completamente envolvidas por água, dispõe-se naturalmente em duas camadas, de modo a ficarem com a parte "hidrofílica" da molécula para fora, em contato com a água, e a parte "hidrofóbica" para dentro. (ESTE FATO EXPLICA A DISPOSIÇÃO DOS FOSFOLIPÍDIOS). A formação de membranas com duas camadas de lipídios assim dispostas é, portanto, um processo natural. Além disso, essa camada de lipídios tendem a se unir em suas extremidades, formando compartimentos fechados. Quando por qualquer motivo, essas membranas são separadas, elas tendem a se unir novamente. Isso explica o grande poder de regeneração das membranas celulares.
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