Skip to main content
Global

4.2: Células procarióticas

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    182129

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Habilidades para desenvolver

    • Cite exemplos de organismos procarióticos e eucarióticos
    • Compare e contraste células procarióticas e células eucarióticas
    • Descreva os tamanhos relativos de diferentes tipos de células
    • Explique por que as células devem ser pequenas

    As células se enquadram em uma das duas grandes categorias: procarióticas e eucarióticas. Somente os organismos predominantemente unicelulares dos domínios Bactérias e Archaea são classificados como procariontes (pro- = “antes”; -kary- = “núcleo”). Células de animais, plantas, fungos e protistas são todas eucariotas (eu- = “verdadeiro”) e são constituídas por células eucarióticas.

    Componentes das células procarióticas

    Todas as células compartilham quatro componentes comuns: 1) uma membrana plasmática, uma cobertura externa que separa o interior da célula do ambiente circundante; 2) citoplasma, que consiste em um citosol gelatinoso dentro da célula no qual outros componentes celulares são encontrados; 3) DNA, o material genético da célula; e 4) ribossomos, que sintetizam proteínas. No entanto, os procariontes diferem das células eucarióticas de várias maneiras.

    Um procarioto é um organismo simples, principalmente unicelular (unicelular), que não possui um núcleo ou qualquer outra organela ligada à membrana. Em breve veremos que isso é significativamente diferente em eucariotos. O DNA procariótico é encontrado em uma parte central da célula: o nucleóide (Figura\(\PageIndex{1}\)).

    Nesta ilustração, a célula procariótica tem uma forma oval. O cromossomo circular está concentrado em uma região chamada nucleóide. O fluido dentro da célula é chamado de citoplasma. Os ribossomos, representados como pequenos círculos, flutuam no citoplasma. O citoplasma é envolto por uma membrana plasmática, que por sua vez é envolta por uma parede celular. Uma cápsula envolve a parede celular. A bactéria descrita tem um flagelo saindo de uma extremidade estreita. Pili são pequenas protuberâncias que se projetam da cápsula em todas as direções.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Esta figura mostra a estrutura generalizada de uma célula procariótica. Todos os procariontes têm DNA cromossômico localizado em um nucleóide, ribossomos, uma membrana celular e uma parede celular. As outras estruturas mostradas estão presentes em algumas bactérias, mas não em todas.

    A maioria dos procariontes tem uma parede celular peptidoglicana e muitos têm uma cápsula de polissacarídeo (Figura\(\PageIndex{1}\)). A parede celular atua como uma camada extra de proteção, ajuda a célula a manter sua forma e evita a desidratação. A cápsula permite que a célula se fixe em superfícies em seu ambiente. Alguns procariontes têm flagelos, pili ou fímbrias. Os flagelos são usados para locomoção. Os pili são usados para trocar material genético durante um tipo de reprodução chamado conjugação. As fímbrias são usadas pelas bactérias para se ligarem a uma célula hospedeira.

    Conexão de carreira: Microbiologista

    A ação mais eficaz que alguém pode tomar para evitar a propagação de doenças contagiosas é lavar as mãos. Por quê? Porque os micróbios (organismos tão pequenos que só podem ser vistos com microscópios) são onipresentes. Eles vivem em maçanetas, dinheiro, mãos e muitas outras superfícies. Se alguém espirrar em sua mão e tocar em uma maçaneta, e depois você tocar na mesma maçaneta, os micróbios do muco do espirro estão agora em suas mãos. Se você tocar as mãos na boca, nariz ou olhos, esses micróbios podem entrar em seu corpo e deixá-lo doente.

    No entanto, nem todos os micróbios (também chamados de microrganismos) causam doenças; a maioria é realmente benéfica. Você tem micróbios no intestino que produzem vitamina K. Outros microrganismos são usados para fermentar cerveja e vinho.

    Microbiologistas são cientistas que estudam micróbios. Os microbiologistas podem seguir várias carreiras. Eles não trabalham apenas na indústria alimentícia, mas também nas áreas veterinária e médica. Eles podem trabalhar no setor farmacêutico, desempenhando papéis fundamentais em pesquisa e desenvolvimento, identificando novas fontes de antibióticos que poderiam ser usadas para tratar infecções bacterianas.

    Os microbiologistas ambientais podem procurar novas maneiras de usar micróbios especialmente selecionados ou geneticamente modificados para a remoção de poluentes do solo ou das águas subterrâneas, bem como elementos perigosos de locais contaminados. Esses usos de micróbios são chamados de tecnologias de biorremediação. Os microbiologistas também podem trabalhar no campo da bioinformática, fornecendo conhecimento e visão especializados para o design, desenvolvimento e especificidade de modelos computacionais de, por exemplo, epidemias bacterianas.

    Tamanho da célula

    Com 0,1 a 5,0 μm de diâmetro, as células procarióticas são significativamente menores do que as células eucarióticas, que têm diâmetros que variam de 10 a 100 μm (Figura\(\PageIndex{2}\)). O tamanho pequeno dos procariontes permite que os íons e moléculas orgânicas que entram neles se difundam rapidamente para outras partes da célula. Da mesma forma, qualquer resíduo produzido dentro de uma célula procariótica pode se difundir rapidamente. Esse não é o caso das células eucarióticas, que desenvolveram diferentes adaptações estruturais para melhorar o transporte intracelular.

    Parte a: Tamanhos relativos em uma escala logarítmica, de 0,1 nm a 1 m, são mostrados. Os objetos são mostrados do menor para o maior. O menor objeto mostrado, um átomo, tem cerca de 1 nm de tamanho. Os próximos maiores objetos mostrados são lipídios e proteínas; essas moléculas estão entre 1 e 10 nm. As bactérias têm cerca de 100 nm e as mitocôndrias têm cerca de 1 mu m grego. As células vegetais e animais têm entre 10 e 100 mu m gregos. Um ovo humano tem entre 100 mu m gregos e 1 mm. Um ovo de sapo tem cerca de 1 mm. Um ovo de galinha e um ovo de avestruz têm entre 10 e 100 mm, mas um ovo de avestruz é maior. Para comparação, um humano tem aproximadamente 1 m de altura.
    Figura\(\PageIndex{2}\): Esta figura mostra tamanhos relativos de micróbios em uma escala logarítmica (lembre-se de que cada unidade de aumento em uma escala logarítmica representa um aumento de 10 vezes na quantidade que está sendo medida).

    O tamanho pequeno, em geral, é necessário para todas as células, sejam elas procarióticas ou eucarióticas. Vamos examinar por que isso acontece. Primeiro, vamos considerar a área e o volume de uma célula típica. Nem todas as células têm formato esférico, mas a maioria tende a se aproximar de uma esfera. Você deve se lembrar do curso de geometria do ensino médio que a fórmula para a área da superfície de uma esfera é\(4\pi r^2\), enquanto a fórmula para seu volume é\(4\pi r^2/3\). Assim, à medida que o raio de uma célula aumenta, sua área de superfície aumenta como o quadrado de seu raio, mas seu volume aumenta como o cubo de seu raio (muito mais rapidamente). Portanto, à medida que uma célula aumenta de tamanho, sua relação área/volume de superfície diminui. Esse mesmo princípio se aplicaria se a célula tivesse a forma de um cubo (Figura\(\PageIndex{3}\)). Se a célula crescer muito, a membrana plasmática não terá área de superfície suficiente para suportar a taxa de difusão necessária para o aumento do volume. Em outras palavras, à medida que uma célula cresce, ela se torna menos eficiente. Uma forma de se tornar mais eficiente é dividir; outra forma é desenvolver organelas que realizem tarefas específicas. Essas adaptações levam ao desenvolvimento de células mais sofisticadas chamadas células eucarióticas.

    Conexão artística

    À esquerda, uma esfera de 1 mm de diâmetro é envolta em uma caixa da mesma largura. À direita, a mesma esfera está envolta em uma caixa de 2 mm de diâmetro.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Observe que, à medida que uma célula aumenta de tamanho, sua relação área/volume de superfície diminui. Quando não há área de superfície suficiente para suportar o aumento do volume de uma célula, ela se divide ou morre. A célula à esquerda tem um volume\(\mathrm{1\: mm^3}\) e uma área de superfície de\(\mathrm{6\: mm^2}\), com uma relação área/volume de superfície de\(6\) até\(1\), enquanto a célula à direita tem um volume de\(\mathrm{8\: mm^3}\) e uma área de superfície de\(\mathrm{24\: mm^2}\), com uma relação área-volume de superfície\(3\) de\(1\) a.

    As células procarióticas são muito menores do que as células eucarióticas. Quais vantagens o tamanho pequeno de uma célula pode conferir a uma célula? Quais vantagens o tamanho de uma célula grande pode ter?

    Resumo

    Os procariontes são organismos predominantemente unicelulares dos domínios Bactérias e Archaea. Todos os procariontes têm membranas plasmáticas, citoplasma, ribossomos e DNA que não está ligado à membrana. A maioria tem paredes celulares de peptidoglicanos e muitos têm cápsulas de polissacarídeos. As células procarióticas variam em diâmetro de 0,1 a 5,0 μm.

    À medida que uma célula aumenta de tamanho, sua relação área/volume de superfície diminui. Se a célula crescer muito, a membrana plasmática não terá área de superfície suficiente para suportar a taxa de difusão necessária para o aumento do volume.

    Conexões artísticas

    Figura\(\PageIndex{3}\): As células procarióticas são muito menores do que as células eucarióticas. Quais vantagens o tamanho pequeno de uma célula pode conferir a uma célula? Quais vantagens o tamanho de uma célula grande pode ter?

    Resposta

    As substâncias podem se difundir mais rapidamente por meio de células pequenas. As células pequenas não precisam de organelas e, portanto, não precisam gastar energia para obter substâncias através das membranas das organelas. As células grandes têm organelas que podem separar os processos celulares, permitindo que elas construam moléculas mais complexas.

    Glossário

    nucleóide
    parte central de uma célula procariótica na qual o cromossomo é encontrado
    procariota
    organismo unicelular que não possui um núcleo ou qualquer outra organela ligada à membrana