Características de organismos unicelulares, reprodução, nutrição

O organismos unicelulares São seres cujo material genético, máquinas enzimáticas, proteínas e outras moléculas necessárias para a vida são confinadas em uma única célula. Graças a isso, eles são entidades biológicas extremamente complexas, geralmente de tamanho muito pequeno.

Dos três domínios da vida, dois deles - arcos e bactérias - são formados por organismos unicelulares. Além de serem unicelulares, esses organismos procarióticos carecem de núcleo e são extremamente diversos e abundantes.

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No domínio restante, eukaryotas, encontramos organismos unicelulares e multicelulares. Dentro do unicelular, temos os protozoários, alguns fungos e algumas algas.

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Características principais

Cerca de 200 anos atrás, os biólogos da época consideraram que os organismos formados por uma única célula eram relativamente simples. Esta conclusão foi devido às poucas informações que receberam das lentes que usaram para visualização.

Hoje, graças aos avanços tecnológicos relacionados à microscopia, podemos visualizar a complexa rede de estruturas que os seres unicelulares e a grande diversidade que essas linhagens exibem. Em seguida, discutiremos as estruturas mais relevantes em organismos unicelulares, tanto em eucariotos quanto em procariontes.

Componentes de uma célula procariótica

Material genético

A característica mais destacada de uma célula procariótica é a falta de uma membrana que delimita material genético. Isto é, a ausência de um núcleo verdadeiro.

Por outro lado, o DNA está localizado como uma estrutura proeminente: cromossomo. Na maioria das bactérias e arcos, o DNA é organizado em um grande cromossomo circular associado a proteínas.

Em uma bactéria modelo, como Escherichia coli (Nas seções seguintes, falaremos mais sobre sua biologia), o cromossomo atinge um comprimento linear de até 1 mm, quase 500 vezes o tamanho da célula.

Para armazenar todo esse material, o DNA deve tomar uma conformação super em colapso. Este exemplo é extrapolável para a maioria dos membros de bactérias. A região física onde essa estrutura compacta do material genético é chamado de nucleóide.

Além do cromossomo, os organismos procarióticos podem ter centenas de pequenas moléculas adicionais de DNA, chamadas de plasmídeos.

Estes, como o cromossomo, codificam para genes específicos, mas são fisicamente isolados dele. Como são úteis em circunstâncias muito específicas, eles compõem uma espécie de elementos genéticos auxiliares.

Ribossomos

Para a fabricação de proteínas, as células procarióticas têm uma maquinaria enzimática complexa chamada ribosomas, distribuindo por todo o interior celular. Cada célula pode conter cerca de 10.000 ribossomos.

Máquinas fotossintéticas

As bactérias que realizam a fotossíntese têm uma maquinaria adicional que lhes permite capturar a luz solar e a subsequente conversão em energia química. As membranas das bactérias fotossintéticas têm invaginações onde as enzimas e pigmentos necessários para as reações complexas que eles realizam são armazenadas.

Essas vesículas fotossintéticas podem ser mantidas ligadas à membrana plasmática ou podem ser destacadas e localizadas dentro da célula.

Citoesqueleto

Como o nome indica, o citoesqueleto é o esqueleto celular. A base dessa estrutura é composta de fibras proteicas, essenciais para o processo de divisão celular e para a manutenção da forma de célula.

Pesquisas recentes mostraram que o citoesqueleto nos procariontes é formado por uma rede de filamentos complexos e não é tão simples quanto se pensou anteriormente.

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Organelas em procariontes

Historicamente, uma das características mais destacadas de um corpo procariótico era a falta de compartimentos internos ou organelas.

Hoje é aceito que as bactérias têm tipos específicos de organelas (compartimentos cercados por membranas) relacionados ao armazenamento de íons de cálcio, cristais minerais que participam da orientação celular e enzimas.

Componentes de uma célula eukaryot unicelular

Dentro da linhagem de Eukaryotas, também temos organismos unicelulares. Estes são caracterizados por ter o material genético confinado em uma organela cercada por uma membrana dinâmica e complexa.

As máquinas de fabricação de proteínas também são formadas por ribossomos nesses organismos. No entanto, nos eucariotos, esses são maiores. De fato, a diferença de tamanho nos ribossomos é uma das principais diferenças entre os dois grupos.

As células eucarióticas são mais complexas do que os procariontes descritos na seção anterior, uma vez que apresentam subcompartimentos cercados por uma ou várias membranas chamadas organelas. Entre eles, temos mitocôndrias, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, vacuolas e lisossomos, entre outros.

No caso de organismos com a capacidade de executar a fotossíntese, eles têm as máquinas e pigmentos enzimáticos armazenados em estruturas chamadas plásticas. Os mais conhecidos são os cloroplastos, embora também existam amiloplastos, cromoplastos, etioplastos, entre outros.

Alguns eucariotos unicelulares têm parede celular, como algas e fungos (embora variem em sua natureza química).

Diferenças entre bactérias e arcos

Como mencionamos, os domínios de arcos e bactérias são formados por indivíduos unicelulares. No entanto, compartilhar essa característica não significa que as linhagens sejam iguais.

Se compararmos minuciosamente os dois grupos, perceberemos que eles diferem da mesma maneira que nós - ou qualquer outro mamífero - diferemos de um peixe. As diferenças fundamentais são as seguintes.

Membrana celular

A partir dos limites das células, as moléculas que formam a parede e a membrana de ambas as linhagens diferem profundamente. Nas bactérias, os fosfolipídios consistem em ácidos graxos ligados ao glicerol. Por outro lado, os arcos têm fosfolipídios altamente ramificados ancorados ao glicerol.

Além disso, os links que formam fosfolipídios também diferem, resultando como uma membrana mais estável nos arcos. Por esse motivo, os arcos podem viver em ambientes onde a temperatura, o pH e outros são extremos.

Parede celular

A parede celular é uma estrutura que protege o organismo de células de estresse osmóticas gerado pela diferença nas concentrações entre o interior celular e o ambiente, formando um tipo de exoesqueleto.

Geralmente, a célula exibe uma alta concentração de solutos. De acordo com os princípios de osmose e difusão, a água entraria na célula, expandindo seu volume.

A parede protege a célula de quebra, graças à sua estrutura firme e fibrosa. Nas bactérias, o principal componente estrutural é peptidoglicano, embora certas moléculas possam estar presentes, como glicolipídios.

No caso de arcos, a natureza da parede celular é bastante variável e, em alguns casos, desconhecida. No entanto, o peptidoglicano está ausente nos estudos realizados até o momento.

Organização do genoma

Em termos da organização estrutural do material genético, os arcos são mais semelhantes aos organismos eucarióticos, uma vez que os genes são interrompidos por regiões que não serão traduzidas, chamadas íntrons - o termo usado para as regiões que são traduzidas é "exon".

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Ao contrário, a organização do genoma bacteriano é realizada principalmente nas operaturas, onde os genes são encontrados em unidades funcionais localizadas uma após a outra, sem interrupções.

Diferenças com organismos multicelulares

A diferença crucial entre um organismo multicelular e unicelular é o número de células que compõem o corpo.

Os organismos pluricelulares são compostos de mais de uma célula e, geralmente, cada um se especializado em um trabalho específico, sendo a divisão de tarefas uma de suas características mais destacadas.

Em outras palavras, como a célula não precisa mais executar todas as atividades necessárias para manter um organismo vivo, surge a divisão de tarefas.

Por exemplo, as células neuronais cumprem tarefas completamente diferentes daquelas realizadas por células renais ou musculares.

Essa diferença nas tarefas é expressa em diferenças morfológicas. Ou seja, nem todas as células que compõem um organismo multicelular são as mesmas em sua forma - os neurônios são em forma de árvore, as células musculares são alongadas e assim por diante.

As células especializadas dos organismos multicelulares são agrupados em tecidos e estes por sua vez em órgãos. Os órgãos que cumprem funções semelhantes ou complementares são agrupados em sistemas. Assim, temos uma organização hierárquica estrutural que não aparece nas entidades unicelulares.

Reprodução

Reprodução assexual

Organismos unicelulares reproduzem assexuadamente. Observe que nesses organismos não há estruturas especiais envolvidas na reprodução, como ocorre em diferentes espécies de seres multicelulares.

Nesse tipo de reprodução assexual, um pai dá origem à prole sem a necessidade de um parceiro sexual ou a fusão de gametas.

A reprodução assexual é classificada de maneiras diferentes, geralmente usando como referência o plano ou a forma de divisão usada pelo corpo para dividir.

Um tipo comum é a fissão binária, onde um indivíduo dá origem a dois organismos, idênticos aos pais. Alguns têm a capacidade de tornar a fissão gerando mais de dois descendentes, o que é conhecido como fissão múltipla.

Outro tipo é a gemação, onde um organismo dá origem a um menor. Nesses casos, o organismo dos pais brota uma extensão que permanece aumentando para um tamanho adequado e depois emerge de seus pais. Outros organismos unicelulares podem ser reproduzidos pela formação de esporos.

Embora a reprodução assexual seja típica dos organismos unicelulares, não é exclusiva dessa linhagem. Certos organismos multicelulares, como algas, esponjas, equinodermes, entre outros podem ser reproduzidos por essa modalidade.

Transferência horizontal de genes

Embora em organismos procarióticos não exista reprodução sexual, eles podem trocar material genético com outros indivíduos através de um evento chamado transferência horizontal de genes. Essa troca não envolve o material de pais para filhos, mas ocorre entre indivíduos da mesma geração.

Isso ocorre por três mecanismos fundamentais: conjugação, transformação e transdução. No primeiro tipo, peças de DNA longas podem ser trocadas através de conexões físicas entre dois indivíduos através de um pili sexual.

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Em ambos os mecanismos, o tamanho do DNA trocado é menor. A transformação é a tomada de DNA nu por uma bactéria e a transdução é a recepção do DNA estrangeiro conseqüência de uma infecção viral.

Abundância

A vida pode ser dividida em três domínios principais: arcos, bactérias e eucariotos. Os dois primeiros são procariontes, porque seu núcleo não é cercado por uma membrana e todos são organismos unicelulares.

De acordo com as estimativas atuais, existem mais de 3.10³⁰ Indivíduos de bactérias e arcos na terra, a maior parte sem nome e sem descrição. De fato, nosso próprio corpo é formado por populações dinâmicas desses organismos, que estabelecem relações simbióticas conosco.

Nutrição

A nutrição em organismos unicelulares é extremamente variada. Existem organismos heterotróficos e autotróficos.

Os primeiros precisam consumir seus alimentos ambientais, geralmente fagocipando partículas nutricionais. As variantes autotróficas têm todas as máquinas necessárias para a conversão de energia luminosa em química, armazenada em açúcares.

Como qualquer organismo vivo, o unicelular requer certos nutrientes, como água, uma fonte de carbono, íons minerais, entre outros, para crescimento e reprodução ideais. No entanto, alguns também requerem nutrientes específicos.

Exemplos de organismos unicelulares

Devido à grande diversidade de organismos unicelulares, é complexo fazer uma lista de exemplos. No entanto, mencionaremos os organismos modelo em biologia e organismos com relevância médica e industrial:

Escherichia coli

O organismo mais bem estudado é, sem dúvida, a bactéria Escherichia coli. Embora algumas cepas possam ter consequências negativas à saúde, E. coli É um componente normal e abundante da microbiota humana.

É benéfico sob diferentes perspectivas. Em nosso trato digestivo, as bactérias ajudam a produção de certas vitaminas e a excluir competitivamente microorganismos patogênicos que podem entrar em nosso corpo.

Além disso, em Biology Laboratories, é um dos organismos de modelos mais usados, sendo muito úteis para descobertas na ciência.

Trypanosoma Cruzi

É um parasita protozoário que vive dentro das células e causando doença de Chagas. Este é considerado um importante problema de saúde pública em mais de 17 países localizados nos trópicos.

Uma das características mais destacadas deste parasita é a presença de um flagelo para a locomoção e uma única mitocôndria. Eles são transmitidos ao seu hospedeiro de mamíferos por alguns insetos pertencentes à família Hemiptera, chamada Triatomines.

Outros exemplos de microorganismos são Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae, entre outros.

Referências

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