Protoplasma: história, características, componentes, funções

O protoplasma é o material vivo da célula.Essa estrutura foi identificada pela primeira vez em 1839 como um fluido de parede distinguível. Foi considerado uma substância transparente, viscosa e extensível. Foi interpretado como uma estrutura sem organização aparente e com numerosas organelas.

O protoplasma foi considerado toda a parte da célula que está dentro da membrana plasmática. No entanto, alguns autores incluíram a membrana celular, núcleo e citoplasma no protoplasma.

Protoplasma: história, características, componentes, funções 1

Célula animal eucariótica. Fonte: Por Nikol Valentina Romero Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Atualmente, o termo protoplasma não é amplamente utilizado. Em vez disso, os cientistas preferiram se referir diretamente aos componentes celulares.

História

O termo protoplasma é atribuído ao anatomista sueco Jan Purkyne em 1839. Foi usado para se referir ao material formativo de embriões de animais.

No entanto, já em 1835, o zoólogo Felix Dujardin descreveu a substância dentro dos rizópodes. É chamado sarcoda e indica que possui propriedades físicas e químicas.

Mais tarde, em 1846, o botânico alemão Hugo von Mohl reintroduz o termo protoplasma para se referir à substância presente no interior das células vegetais.

Em 1850, o botânico Ferdinand Cohn unifica os termos, indicando que em plantas e animais existe protoplasma. O pesquisador ressalta que, nos dois organismos, a substância que preenche as células é semelhante.

Em 1872, Beale introduziu o termo bioplasma . Em 1880, Hanstein propôs a palavra protoplasto , um novo termo para se referir à célula inteira, excluindo a parede celular. Este termo foi usado por alguns autores em vez da célula.

Em 1965, Lardy introduziu o termo citosol , que foi usado para nomear o líquido dentro da célula.

Teoria protoplásmica

O anatomista Max Schultze propôs no final do século XIX que a base fundamental da vida é o protoplasma. Schultze sugeriu que o protoplasma é a substância que regula as atividades vitais dos tecidos nos seres vivos.

Os trabalhos de Schultze são considerados o ponto de partida da teoria protoplásmica. Esta teoria foi apoiada pelas propostas de Thomas Huxley em 1868 e por outros cientistas da época.

A teoria protoplásmica afirmou que o protoplasma era a base física da vida. Para que o estudo dessa substância nos permita entender o funcionamento dos seres vivos, incluindo os mecanismos de herança.

Com a melhor compreensão do funcionamento e estrutura celular, a teoria protoplasmática perdeu sua validade.

Características gerais

O protoplasma é composto de vários compostos orgânicos e inorgânicos. A substância mais abundante é a água, que constitui quase 70% do seu peso total e funciona como transportador, solvente, termorregulador, lubrificante e elemento estrutural.

Além disso, 26% do protoplasma é constituído por macromoléculas geralmente orgânicas. Estas são grandes moléculas formadas pela polimerização de subunidades menores.

Entre eles estão os carboidratos, macromoléculas compostas de carbono, hidrogênio e oxigênio, que armazenam energia para a célula. Eles são usados ​​nas várias funções metabólicas e estruturais do protoplasma.

Existem também vários tipos de lipídios (gorduras neutras, colesterol e fosfolipídios), que também servem como fonte de energia para a célula. Além disso, eles são uma parte constituinte das membranas que regulam as diferentes funções protoplasmáticas.

As proteínas constituem quase 15% da composição do protoplasma. Entre estes, temos proteínas estruturais. Essas proteínas formam a estrutura protoplásmica, contribuindo para sua organização e transporte celular.

Outras proteínas presentes no protoplasma são enzimas. Eles atuam como catalisadores (substâncias que modificam a taxa de uma reação química) de todos os processos metabólicos.

Além disso, estão presentes vários íons inorgânicos que correspondem apenas a 1% de sua composição (potássio, magnésio, fósforo, enxofre, sódio e cloro). Estes contribuem para manter o pH do protoplasma.

Componentes

O protoplasma é composto pela membrana plasmática, citoplasma e nucleoplasma. Hoje, no entanto, graças aos avanços na microscopia eletrônica, sabe-se que a estrutura celular é ainda mais complicada.

Há também um grande número de compartimentos subcelulares e conteúdos celulares estruturalmente muito complexos. Além das organelas, que são incluídas aqui como parte do citoplasma.

Membrana plasmática

A membrana plasmática ou plasmmalema consiste em aproximadamente 60% de proteína e 40% de lipídios. Seu arranjo estrutural é explicado pelo modelo de mosaico fluido. Nisso, a membrana possui uma bicamada fosfolipídica na qual as proteínas são incorporadas.

Todas as membranas celulares são consideradas como tendo essa mesma estrutura. No entanto, o plasmalema é a membrana mais espessa da célula.

O plasmamalema não é observado no microscópio óptico. Não foi até o final dos anos 50 do século XX que sua estrutura pôde ser detalhada.

Citoplasma

O citoplasma é definido como todo o material da célula que está dentro do plasmalema, não incluindo o núcleo. No citoplasma estão incluídas todas as organelas (estruturas celulares com forma e função definidas). Também a substância na qual os diferentes componentes celulares estão imersos.

Cytosol

O citosol é a fase fluida do citoplasma. É um gel quase líquido que contém mais de 20% das proteínas da célula. A maioria destes são enzimas.

Citoesqueleto

O citoesqueleto constitui uma estrutura proteica que forma a estrutura celular. É formado por microfilamentos e microtúbulos. Microfilamentos são formados principalmente a partir de actina, embora existam outras proteínas.

Esses filamentos têm composição química diferente em diferentes tipos de células. Microtúbulos são estruturas tubulares formadas basicamente a partir de tubulina.

Organelas

Organelas são estruturas celulares que cumprem uma função específica. Cada um é delimitado por membranas. Algumas organelas têm apenas uma membrana (vacúolo, ditiossomas), enquanto outras são delimitadas por duas membranas (mitocôndrias, cloroplastos).

As membranas de organelas têm a mesma estrutura que o plasmalema. Eles são mais finos e sua composição química é diferente, dependendo da função que cumprem.

Várias reações químicas catalisadas por enzimas específicas ocorrem dentro das organelas. Por outro lado, eles são capazes de se mover na fase aquosa do citoplasma.

Nas organelas existem diferentes reações de grande importância para o funcionamento da célula. Neles ocorre a secreção de substâncias, fotossíntese e respiração aeróbica, entre outros

Nucleoplasma

O núcleo é a organela celular que contém as informações genéticas da célula. Nele ocorrem os processos de divisão celular.

São reconhecidos três componentes principais: envelope nuclear, nucleoplasma e nucléolo. O envelope nuclear separa o núcleo do citoplasma e é formado por duas unidades de membrana.

O nucleoplasma é a substância interna delimitada internamente pelo envelope nuclear. Constitui uma fase aquosa que contém um grande número de proteínas. São principalmente enzimas que regulam o metabolismo dos ácidos nucléicos.

A cromatina (DNA em sua fase dispersa) está contida no nucleoplasma. Além disso, é apresentado o nucléolo que é uma estrutura formada por proteínas e RNA.

Funções

Todos os processos que ocorrem na célula estão associados ao protoplasma, através de seus vários componentes.

A membrana plasmática é uma barreira estrutural seletiva que controla a relação entre uma célula e o ambiente circundante. Os lipídios impedem a passagem de substâncias hidrofílicas. As proteínas controlam substâncias que podem atravessar a membrana, regulando sua entrada e saída na célula.

Várias reações químicas ocorrem no citosol, como a glicólise. Isso está diretamente envolvido em alterações na viscosidade celular, movimento amebóide e ciclose. Também tem grande importância na formação do fuso mitótico durante a divisão celular.

No citoesqueleto, os microfilamentos estão associados à contração e movimento das células. Enquanto os microtúbulos estão envolvidos no transporte celular e contribuem para moldar a célula. Eles também participam da formação de centríolos, cílios e flagelos.

O transporte intracelular, assim como a transformação, montagem e secreção de substâncias, é de responsabilidade do retículo endoplasmático e dos ditomassomas.

Os processos de transformação e acúmulo de energia ocorrem em organismos fotossintéticos que possuem cloroplastos. A obtenção de ATP através da respiração celular ocorre nas mitocôndrias.

Propriedades fisiológicas

Três propriedades fisiológicas associadas ao protoplasma foram descritas. Estes são metabolismo, reprodução e irritabilidade.

No protoplasma ocorrem todos os processos metabólicos da célula. Alguns processos são anabólicos e estão relacionados à síntese do protoplasma. Outros são catabólicos e intervêm em sua desintegração. O metabolismo inclui processos como digestão, respiração, absorção e excreção.

Todos os processos associados à reprodução por divisão celular, bem como a codificação para a síntese de proteínas necessárias em todas as reações celulares, ocorrem no núcleo celular, contido no protoplasma.

Irritabilidade é a resposta do protoplasma a um estímulo externo. Isso é capaz de desencadear uma resposta fisiológica que permite que a célula se adapte ao ambiente circundante.

Referências

  1. Liu D (2017) A célula e o protoplasma como recipiente, objeto e substância: 1835-1861. Jornal da História da Biologia 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez e M Miguel (1997) Citologia e histologia de plantas e animais. Biologia de células e tecidos animais e vegetais. Segunda Edição McGraw Hill-Interamericana de Espanha. Madrid Espanha. 960 p.
  3. Welch GR e J Clegg (2010) Da teoria protoplasmática à biologia de sistemas celulares: uma reflexão de 150 anos. Am. J. Physiol. Cell Physiol 298: 1280-1290.
  4. Welch GR e J Clegg (2012) Célula versus protoplasma: história revisionista. Cell Biol. Int. 36: 643-647.

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