Célula Eucariótica Vegetal

A Estrutura Básica da Célula Eucariótica Vegetal

Primeiramente, é importante definirmos o que é uma célula:

A palavra célula provém do latim cella, que significa pequeno compartimento, que é considerada como a unidade estrutural dos organismos vivos. Este termo foi primeiramente utilizado durante o século XVII, quando o cientista Robert Hooke observou um pequeno fragmento de cortiça ao microscópio e verificou que este era formado por pequenas cavidades separadas por paredes. Apesar da importância de tal evento, Robert Hooke na verdade observou apenas células mortas presentes na cortiça.

Somente em meados do século XVIII é que dois outros pesquisadores (Schleiden e Schwann) realmente observaram células vivas ao microscópio, e desenvolveu-se, a partir de tais observações, o que se chamou de Teoria Celular, hoje ampliada e atualizada, com base nas idéias de outros cientistas e nos conhecimentos sobre a Seleção Natural (teoria da evolução, proposta por Charles Darwin).

São nas células que estão presentes moléculas que carregam as informações genéticas dos indivíduos (DNA) e onde ocorrem reações químicas importantes do metabolismo de todos os seres vivos.

O crescimento e o desenvolvimento das plantas dependem do adequado funcionamento das células que compõem o organismo de tais indivíduos. Por isso, cada célula é constituída por uma grande quantidade de moléculas orgânicas, como carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos, além, é claro, de constituintes inorgânicos, como os íons e a água.

Quando iniciamos nossos estudos sobre Citologia, uma das primeiras informações recebidas é a de que existem dois tipos básicos de células: as células procarióticas e as células eucarióticas. Mas quais são mesmo as diferenças básicas entre esses dois tipos de células?

As células procarióticas são encontradas em organismos como as bactérias e as cianobactérias (antigamente conhecidas como algas azuis). Tais organismos apresentam uma célula de estrutura simples, na qual o material genético permanece disperso dentro da célula e no qual não estão presentes orgânulos revestidos por membranas.

As células eucarióticas, por sua vez, presentes na maioria dos seres vivos existentes em nosso planeta, que inclui as plantas, apresentam uma estrutura mais complexa, com o material genético organizado dentro de uma estrutura denominada núcleo e com variados orgânulos revestidos por membranas.

Apesar de, um pouco mais adiante, falaremos sobre as cianobactérias, iremos, neste primeiro momento, nos atentar ao estudo da célula eucariótica vegetal e de seus constituintes, pois é a unidade básica de formação das plantas.

A CÉLULA VEGETAL EUCARIÓTICA

Todas as células compartilham de dois elementos essenciais: a membrana plasmática, que separa o conteúdo celular do meio externo e o material genético, que carrega as informações dos indivíduos, sendo o interior da célula constituído pelo citoplasma.

Quando nos referimos à constituição das células vegetais eucarióticas, verificamos que estas são formadas por dois componentes básicos: a parede celular e o protoplasto, que consiste em citoplasma (com suas diversas organelas) e núcleo.

No citoplasma das células eucarióticas vegetais encontramos algumas estruturas que são típicas e exclusivas de células vegetais, como os plastídios e os vacúolos de suco celular, as quais serão estudadas posteriormente.

A figura 1 mostra o esquema de uma célula vegetal eucariótica, com suas estruturas constituintes.

Parede Celular

Assim como alguns componentes citoplasmáticos característicos, estudados a seguir, a parede celular é uma estrutura que diferencia as células animais das vegetais, a qual tem como principais funções limitar o tamanho do protoplasto e evitar a ruptura da membrana plasmática quando ocorre entrada de água na célula. Ela é constituída principalmente por celulose, um polissacarídeo complexo, formado por monômeros de glicose (Figura 1), além de outros constituintes também complexos, como a hemicelulose, a pectina e as glicoproteínas.

As moléculas de celulose, presentes na parede celular, são longas e finas e estão unidas em microfibrilas, no qual forma finos filamentos enrolados uns sobre os outros. As moléculas de hemicelulose, um polissacarídeo semelhante à celulose porém mais solúvel, estão fortemente ligadas às moléculas de celulose por pontes de hidrogênio e, aparentemente, limitam a extensão da parede celular. A pectina é característica das primeiras camadas da parede celular e da substância intercelular que une as paredes. São polissacarídeos muito hidrofílicos, isto é, que absorvem água com grande facilidade. Isso facilita a entrada de água na parede celular, que confere a ela uma maior flexibilidade, necessária à sua expansão quando a célula está com conteúdo máximo de água.

Além dos componentes acima citados, as paredes celulares também podem conter glicoproteínas (que são substâncias estruturais); enzimas, lignina, cutina, suberina e ceras.

Um dos grandes problemas enfrentados pelas plantas que vivem no ambiente terrestre é a possibilidade de perda de água por intermédio de seus tecidos, pois a água é fundamental para o metabolismo de todos os seres vivos.

Epiderme das plantas

Nesse tecido é comum encontrarmos células envoltas por uma camada impermeabilizante denominada cutícula, composta por cutina, uma substância lipídica (substâncias gordurosas). A suberina, por outro lado, é encontrada impermeabilizando as células de um outro tecido de revestimento chamado súber ou cortiça. Tanto a cutina quanto a suberina costumam ser encontradas associadas à presença de ceras, substâncias também lipídicas, que conferem impermeabilidade aos tecidos, que reduz a perda de água pela planta.

Dependendo do papel que determinadas células desempenham na planta, a parede celular pode apresentar variações em sua espessura. As primeiras camadas da parede celular constituem o que chamamos de PAREDE PRIMÁRIA. Estas camadas são encontradas em células que estão ativamente em divisão e com metabolismo intenso

Células próximas umas das outras são unidas pelas paredes primárias. Entre uma parede e outra adjacente, encontramos uma região chamada LAMELA MÉDIA, rica em compostos pécticos.

Os compostos pécticos são constituídos de resíduos de ácido a-galacturônico, que é um derivado da glicose. Polímeros deste derivado de açúcar são conhecidos como ácido péctico. Os compostos pécticos se encontram por toda a lamela média, onde funcionam como agente de união entre as paredes celulares adjacentes.

Pode acontecer, ainda, em muitas células vegetais, uma deposição de camadas adicionais à parte interna da parede primária que forma a PAREDE SECUNDÁRIA. Exemplo de células que apresentam parede secundária são as que compõem o xilema secundário das plantas (madeira), aumentando muito a resistência de tais células.

A formação da parede secundária, no entanto, ocorre principalmente depois que a célula teve seu crescimento cessado e depois que a parede primária não mais aumenta em superfície. A sua composição difere da parede primária, pois na parede secundária a celulose é mais abundante; a pectina pode estar ausente e sua matriz é composta por hemicelulose. Outras substâncias, como as glicoproteínas e as enzimas estão aparentemente ausentes nas paredes secundárias, mas são abundantes nas paredes primárias. Devido a essa composição, as paredes secundárias são mais rígidas que as paredes primárias.

A Composição da Célula Eucariótica Vegetal e suas Principais Estruturas - Os Plastídios e os Vacúolos de Suco Celular

Os Plastídios

Os plastídios também são componentes celulares encontrados exclusivamente em células vegetais; localizam-se no interior do protoplasto e estão associados às funções de armazenamento de pigmentos e outras substâncias e são responsáveis pela fotossíntese das plantas. Os plastídios mais conhecidos são os CLOROPLASTOS, os LEUCOPLASTOS e os CROMOPLASTOS.

Os cloroplastos são os plastídios verdes, os quais contêm em seu interior a molécula de clorofila, importante pigmento fotossintetizante. Cada cloroplasto é composto por uma membrana externa e, em seu interior, encontram-se os chamados TILACÓIDES, que foram pilhas denominadas GRANA.

Esses tilacóides estão interligados por sistemas de membranas, as LAMELAS. Todo esse sistema é envolvido por uma matriz: o ESTROMA (Figura 1). Admite-se que a clorofila, o mais importante pigmento da fotossíntese, esteja presente entre as lamelas do grana, sendo que outros pigmentos também podem estar aí associados, como os carotenóides, que são pigmentos amarelos, vermelhos e alaranjados, que também têm a capacidade de absorver energia luminosa para a fotossíntese.

Os leucoplastos são plastídios incolores, associados à síntese e armazenamento de amido, proteínas, óleo e outras substâncias.

Os cromoplastos são plastídios coloridos, mas que não armazenam a clorofila, como os cloroplastos, mas sim pigmentos do grupo dos carotenóides, que são pigmentos amarelados, alaranjados ou avermelhados. Tais cromoplastos são responsáveis pela coloração característica de muitas flores, frutos, folhas velhas e até de algumas raízes, como a cenoura, rica em caroteno.

Vacúolo de Suco Celular

Os vacúolos são constituintes citoplasmáticos também encontrados apenas nas células vegetais (Figura 2). Alguns animais, como os protozoários de água doce, apresentam vacúolos, mas não de suco celular e sim vacúolos contráteis ou pulsáteis, que desempenham funções diferentes na célula.

São estruturas que podem ocupar grande parte do volume das células vegetais adultas, as quais são preenchidas com um líquido: o SUCO CELULAR (rico em água, substâncias minerais e orgânicas) e são envolvidos por uma membrana única chamada TONOPLASTO.

Os vacúolos de suco celular estão associados a diversas funções que irá depender do tipo de célula e de sua localização na planta.

Algumas importantes funções associadas aos vacúolos:

- Manutenção do equilíbrio osmótico das células, que propicia a rigidez dos tecidos e a entrada de água nas células vegetais;

 - Armazenamento de açúcares, ácidos orgânicos e proteínas de reserva, como encontrado nas sementes;

 - Remoção de substâncias tóxicas do citoplasma, derivadas do metabolismo secundário das plantas, como, por exemplo, os alcalóides (nicotina, morfina, cafeína, entre outros compostos);

- Armazenam certos pigmentos hidrossolúveis (solúveis em água), como as antocianinas: pigmentos de cor arroxeada, presente nas células epidérmicas de certas plantas como a zebrina e o repolho-roxo;

- Quebra de macromoléculas dentro da célula, como mitocôndrias e plastídios (comparando sua ação à dos lisossomos, presentes nas células animais, com função digestiva).

Responda aos testes a seguir:

1) Durante o século XVII, o cientista Robert Hooke, utilizando um microscópio ainda bastante rudimentar, observou que fragmentos vegetais eram constituídos por pequenas cavidades separadas por paredes, dando o nome de “células” a tais cavidades. Tais fragmentos eram provenientes de:

a) Pedaços de caules de batata-inglesa.

b) Cortiça, tecido morto encontrado nos troncos de certas árvores.

c) Flores de orquídeas.

d) Pequenos animais aquáticos.

2) Célula que apresentam estrutura mais complexa, constituída por orgânulos revestidos por membranas e material genético reunido em uma estrutura chamada núcleo. Estamos nos referindo às células:  

a) Animais

b) Procarióticas, como as das cianobactérias

c) Embrionárias

d) Eucarióticas animais ou vegetais

3) Considere as afirmações a seguir:  

I. A célula eucariótica vegetal é basicamente constituída por dois principais componentes: o protoplasto e a parede celular.

II. O protoplasto das células vegetais é formado pelo citoplasma e pelo núcleo, sendo que no interior do citoplasma estão presentes estruturas como os vacúolos de suco celular e os plastídios.

III. No interior das células vegetais estão presentes somente moléculas orgânicas, como açúcares e proteínas.

São corretas as alternativas:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) I, II e III

4) A parede celular é um constituinte complexo da célula vegetal, cuja estrutura é composta principalmente por moléculas longas e finas que estão unidas em microfibrilas, formando finos filamentos enrolados uns sobre os outros. Tais moléculas são constituídas por:

a) Lignina

b) Celulose

c) Polipeptídeos

d) Açúcares simples

5) Sabemos que as paredes celulares podem conter, em sua composição, diferentes substâncias, dentre elas a cutina e a suberina. Essas substâncias desempenham a seguinte função nas células vegetais:

a) Auxiliam nas trocas gasosas da célula com o meio externo, possibilitando a entrada de oxigênio necessário ao metabolismo celular.

b) Propiciam maior proteção em relação a choques mecânicos que a célula vegetal possa sofrer.

c) Combinadas com ceras, que também são substâncias lipídicas, restringem a perda de água pelos tecidos, pois impermeabilizam as paredes celulares.

d) Atuam na proteção da célula contra variações bruscas de temperatura.

6) Camada de material intercelular, rica em compostos pécticos, que unem as paredes primárias de duas células adjacentes. Estamos nos referindo a:

a) Hemicelulose

b) Glicoproteínas

c) Lamela média

d) Lacunas

7) Camada formada após a parede primária ter sido depositada; é encontrada em células com função de resistência e/ou condução de água, tais como as células do xilema secundário das plantas, sendo bastante rígida. Tal camada está localizada:

a) Internamente à parede primária

b) Externamente à parede primária

c) Entre duas paredes primárias de células adjacentes

d) Como uma ponte entre o protoplasto de duas células vizinhas

8) Estrutura membranosa, em forma de saco, presente nos cloroplastos das células eucarióticas vegetais, no interior da qual são encontrados pigmentos fotossintetizantes e que, quando empilhados, formam estruturas chamadas grana. Tal estrutura é denominada:

a) Corpúsculo

b) Estroma

c) Tilacóide

d) Tonoplasto

9) Considere as seguintes afirmações a respeito dos vacúolos de suco celular:

I– Possuem uma membrana externa dupla, formada por lipídios e proteínas.

II– Dentre suas variadas funções dentro da célula atuam removendo substâncias tóxicas do citoplasma, tais como metabólitos secundários.

III– Armazenam água e outras substâncias, tais como pigmentos hidrossolúveis como a antocianina, um pigmento arroxeado. As afirmativas corretas correspondem a:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) I, II e III

10) Os vacúolos de suco celular costumam ser comparados aos lisossomos das células animais por que:

a) Atuam na osmoregulação da célula, no qual propicia a entrada de água.

b) Degradam macromoléculas presentes no interior das células, tais como mitocôndrias e plastídios.

c) Armazenam substâncias de reserva nas sementes.

d) Armazenam água e pigmentos hidrossolúveis.

Respostas:

1 – B

2 – D

3 – A

4 – B

5 – C

6 – C

7 – A

8 – C

9 – C

10 - B