PROTOPLASMA: HISTÓRIA, CARACTERÍSTICAS, COMPONENTES, FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

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

Protoplasma foi considerado toda a parte da célula que se encontra dentro da membrana plasmática. No entanto, alguns autores incluíram a membrana celular, o núcleo e o citoplasma dentro do protoplasma.

Célula eucariótica animal. Fonte: Por Nikol valentina romero ruiz, 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. Era usado para se referir ao material formativo de embriões animais.

Porém, já em 1835, o zoólogo Felix Dujardin descreveu a substância dentro dos rizópodes. Dá-lhe o nome de sarcoda e indica que tem propriedades físicas e químicas.

Mais tarde, em 1846, o botânico alemão Hugo von Mohl reintroduziu 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 tanto as plantas quanto os animais possuem 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 utilizado por alguns autores para substituir a célula.

Em 1965, Lardy introduziu o termo citosol, que mais tarde foi usado para denominar o fluido dentro da célula.

Teoria protoplasmática

O anatomista Max Schultze propôs no final do século 19 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.

As obras de Schultze são consideradas o ponto de partida da teoria protoplasmática. Essa teoria foi apoiada pelas propostas de Thomas Huxley em 1868 e por outros cientistas da época.

A teoria do protoplasma afirmava que o protoplasma era a base física da vida. De tal forma que o estudo desta substância nos permitisse compreender o funcionamento dos seres vivos, incluindo os mecanismos de herança.

Com o melhor entendimento da função e estrutura celular, a teoria protoplasmática perdeu sua validade.

Características gerais

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

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

Entre esses, encontramos 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.

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

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

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

Da mesma forma, 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 formado pela membrana plasmática, citoplasma e nucleoplasma. Porém, hoje, graças aos avanços da microscopia eletrônica, sabe-se que a estrutura celular é ainda mais complicada.

Há, além disso, 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 plasmalema é composta por aproximadamente 60% de proteínas e 40% de lipídios. Seu arranjo estrutural é explicado pelo modelo de mosaico fluido. Neste, a membrana apresenta uma bicamada fosfolipídica onde as proteínas são incorporadas.

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

O plasmalema não pode ser visto ao microscópio óptico. Foi somente no final dos anos 50 do século 20 que sua estrutura pôde ser detalhada.

Citoplasma

O citoplasma é definido como todo o material celular que se encontra no interior do plasmalema, não incluindo o núcleo. O citoplasma inclui todas as organelas (estruturas celulares com forma e função definidas). Da mesma forma, a substância na qual os diferentes componentes celulares estão imersos.

Citosol

O citoesqueleto constitui uma estrutura protéica que forma a estrutura celular. É composto por microfilamentos e microtúbulos. Os microfilamentos são feitos principalmente de actina, embora existam outras proteínas.

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

Organelas

O núcleo é a organela celular que contém a informação genética da célula. Nele ocorrem os processos de divisão celular.

Três componentes do núcleo são reconhecidos: envelope nuclear, nucleoplasma e nucléolo. O envelope nuclear separa o núcleo do citoplasma e é composto 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. Principalmente, são 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.

Recursos

Todos os processos que ocorrem na célula estão associados ao protoplasma, por meio de seus diversos componentes.

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

Várias reações químicas ocorrem no citosol, como a glicólise. Isto está diretamente envolvido nas mudanças na viscosidade celular, movimento amebóide e ciclosis. Da mesma forma, é de grande importância na formação do fuso mitótico durante a divisão celular.

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

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

Os processos de transformação e acúmulo de energia ocorrem em organismos fotossintéticos que possuem cloroplastos. A obtenção de ATP por meio da respiração celular ocorre na mitocôndria.

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 estão envolvidos 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 exigida em todas as reações celulares, ocorrem no núcleo da célula, contido no protoplasma.

A irritabilidade é a resposta do protoplasma a um estímulo externo. Este é capaz de desencadear uma resposta fisiológica que permite à célula se adaptar ao ambiente que a rodeia.

Referências

1. Liu D (2017) A célula e o protoplasma como recipiente, objeto e substância: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
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4. Welch GR e J Clegg (2012) Cell versus protoplasma: revisionist history. Cell Biol. Int. 36: 643-647.