Nos últimos anos, venho pesquisando no campo da biologia celular, em particular, tenho lidado com a questão da sinalização e regulação de processos celulares. Nos meus tempos livres, me envolvo em bioinformática, problemas clássicos de ML e biomecânica do esporte. Nesta primavera, por uma sorte, naveguei para o mundo real e conversei com pessoas reais, o que me permitiu entender o quão pouco uma pessoa comum sabe sobre como seu corpo e o mundo ao seu redor estão organizados. Isso me levou a escrever uma série de artigos sobre como nosso corpo está estruturado, como as células funcionam e como as informações são armazenadas no DNA (descrições detalhadas são, infelizmente, extremamente raras, e não há conhecimento suficiente sobre quatro nucleotídeos para entender o trabalho do DNA). Mas talvez eu comece pelo mais simples, com a composição das células (para começar de uma forma muito simplificada).
Não é segredo que quase tudo o que vive neste mundo consiste em células, seja você ou eu, um gato amado, algas ou bactérias que ajudam a digerir tudo o que uma pessoa moderna carrega no estômago. No entanto, a maioria das pessoas não sabe quase nada sobre como as células são organizadas e como elas funcionam. Muitos de vocês podem objetar que o trabalho deles não está relacionado à biologia e que eles não precisam desse conhecimento, e esse é seu direito. No entanto, na maioria dos problemas prementes, o conhecimento biológico pode nos ajudar (por exemplo, a entender o absurdo da publicidade para a maioria dos cremes antienvelhecimento, a importância dos antibióticos e sua administração adequada, o absurdo dos argumentos sobre os OGM etc.).
Para iniciantes, em que medida os tamanhos das células variam? Uma das células mais pequenas é o Mycoplasma genitalium. De fato, é um pequeno parasita que vive na membrana mucosa dos primatas (genital + trato respiratório). E é realmente pequeno, com cerca de 300 nanômetros de diâmetro (quem esqueceu, um nanômetro é de 0,000000001 metros). A maior gaiola é um ovo de avestruz. Sim Esta é apenas uma célula, extraordinariamente grande. A célula média do nosso corpo tem cerca de 5-20 mícrons de diâmetro. Para ficar mais claro, compare com uma simples folha A4.
Na verdade, existem muitas células em nosso corpo e, de acordo com várias estimativas, existem muitas de 1 a 100 trilhões. A última vez que me deparei com uma figura de 37 trilhões, vamos nos debruçar sobre ela. Uma célula consiste em uma membrana, vários "órgãos" chamados organoides. O resto do espaço é preenchido com citoplasma.
Núcleo celular
Estamos acostumados ao fato de que em uma célula existe um núcleo, no máximo 2. De fato, existem dados discrepantes perceptíveis nesses dados. Assim, nos ciliados, os sapatos têm 2 núcleos e, nos necrófagos, podem chegar a cem. O núcleo pertence aos organoides de duas membranas, ou seja, é cercado por duas membranas que controlam o transporte de substâncias para dentro e para fora. Quase 99,9% de todo o DNA da célula está armazenado nela e contém exatamente todas as informações hereditárias de que a célula precisa. O armazenamento de DNA não é a única tarefa do núcleo, mas também sintetiza ribossomos, os quais discutirei um pouco mais adiante.
Mitocôndrias
Nas células eucarióticas, eles são responsáveis pela produção de energia (além de algumas formas de produção de energia, sobre as quais não falaremos ainda). Geralmente existem várias mitocôndrias em uma célula e sua combinação é chamada mitocôndria. Como o núcleo, as mitocôndrias também são um organoide de dois membros. No entanto, a estrutura da membrana é diferente da nuclear, mas não a complicamos. As mitocôndrias são freqüentemente chamadas de organoides semi-autônomos. Porque Porque as mitocôndrias contêm seu próprio DNA, que codifica parte de suas próprias enzimas e está envolvido na regulação do organoide. Eles também têm seu próprio sistema de síntese de proteínas. Em tamanho, as mitocôndrias se assemelham a bactérias. E vale a pena notar que existe uma teoria de sua origem bacteriana. Supõe-se que os ancestrais antigos das células eucarióticas modernas entrassem em simbiose com bactérias antigas que "se moviam" para viver dentro das células. As células lhes proporcionavam um ambiente constante e o influxo de todos os elementos necessários, razão pela qual as células bacterianas, durante a evolução, perderam seus genes desnecessários para sobreviver em condições ambientais adversas. Por sua vez, eles se tornaram um tipo de fábrica para a transformação de compostos como glicose em ATP (uma forma de energia usada principalmente pela célula).
Lisossomos
Ao contrário das organelas descritas anteriormente, os lisossomos têm apenas uma membrana e, como você pode ver, são muito menores que o núcleo ou mitocôndrias. Sob a membrana lipídica do lisossomo, estão contidas balas de enzimas hidrolíticas. Apesar de seu tamanho, ela está envolvida em vários processos. Então ela digere grandes polímeros de proteínas e carboidratos presos na célula; também pode digerir organelas celulares velhas (quebradas); participa de respostas imunes (com sua ajuda, os macrófagos digerem bactérias nocivas); regula os processos de crescimento e finalmente participa de várias vias de sinalização. Mas, por enquanto, vamos lembrar que eles participam da digestão de várias substâncias que entram na célula para seu uso posterior na biossíntese das estruturas celulares ou na geração de energia pelas mitocôndrias.
Ribossomos
Pretendo terminar minha história sobre eles hoje. Essas organelas são sem membrana. E, por si só, são os menores (exceto os elementos individuais do esqueleto celular e enzimas isoladas). Criados no núcleo e alimentados pelo ATP produzido pelas mitocôndrias, sintetizam intensamente as proteínas celulares (de pequenas proteínas de sinalização a enzimas e grandes estruturas celulares, como canais de íons, etc.). Na célula existem muitos deles, de acordo com várias estimativas de 1 a 5 milhões. Também é importante notar que existem dois tipos de ribossomos: o primeiro, maior, está localizado no citoplasma das células, o segundo é característico do conteúdo interno das mitocôndrias.
Ainda não falei sobre componentes tão importantes como o complexo de Golgi e o retículo endoplasmático. Mas mais sobre isso depois.
Vamos resumir e formar uma cadeia lógica do que está acontecendo.
O núcleo contém informações que regulam o trabalho de toda a célula. Substâncias vindas de fora, se necessário, são digeridas em lisossomos, e os produtos de decomposição são usados para sintetizar componentes celulares e produzir energia, pela qual as mitocôndrias são responsáveis. A energia gasta é usada para sintetizar proteínas por ribossomos localizados tanto na mitocôndria quanto no citoplasma celular.
