Célula é a unidade estrutural e funcional básica de todas as formas de vida ou organismos. O termo vem da palavra latina cujo significado é 'pequeno aposento'. Uma célula biológica consiste basicamente em uma membrana celular semipermeável que envolve o citoplasma, o qual contém o material genético. A maioria das células só é visível ao microscópio. Com exceção de tipos celulares altamente diferenciados (como glóbulos vermelhos e gametas), a maioria das células é capaz de replicação e síntese de proteínas e alguns tipos delas são móveis. As células surgiram na Terra há cerca de quatro bilhões de anos.
Todos os organismos são agrupados em procariontes e eucariontes. Os procariontes são unicelulares e incluem arqueas e bactérias. Os eucariontes podem ser unicelulares ou multicelulares e incluem protistas, plantas, animais, a maioria dos tipos de fungos e algumas espécies de algas. Todos os organismos multicelulares são constituídos por muitos tipos diferentes de células. As células diploides que compõem o corpo de uma planta ou animal são conhecidas como células somáticas e, em animais, excluem os gametas haploides.
As células procarióticas não possuem o núcleo delimitado por membrana presente nas células eucarióticas, apresentando, em vez disso, uma região nucleoide. Nas células eucarióticas, o núcleo é envolto pela membrana nuclear. As células eucarióticas contêm outras organelas delimitadas por membrana, como as mitocôndrias, que fornecem energia para as funções celulares, e os cloroplastos, presentes nas plantas e responsáveis pela produção de açúcares por meio da fotossíntese. Outras organelas não delimitadas por membrana podem ser proteicas, como os ribossomos, presentes (embora diferentes) em ambos os grupos. Uma organela procariótica delimitada por membrana, o magnetossomo, foi descoberta em bactérias magnetotáticas.
As células foram descobertas por Robert Hooke em 1665, que as nomeou devido à sua semelhança com celas de um mosteiro. A teoria celular, desenvolvida em 1839 por Matthias Jakob Schleiden e Theodor Schwann, afirma que todos os organismos são compostos por uma ou mais células, que as células são a unidade fundamental de estrutura e função em todos os organismos e que todas as células provêm de células preexistentes. O número de células em plantas e animais varia de espécie para espécie; estima-se que os humanos contêm algo em torno de (4×1013) de células. O cérebro humano contém cerca de 80 bilhões dessas células.
História thumb|Desenho da estrutura do súber, conforme visto pelo microscópio de Robert Hooke e descrito em seu livro Micrographia|315x315px
As células foram descobertas pelo inglês Robert Hooke entre 1663 e 1665. Ao examinar em um microscópio rudimentar uma fina fatia de cortiça, verificou que era constituída por cavidades poliédricas, às quais chamou de células (do latim cella, pequeno aposento) por sua semelhança com as celas habitadas por monges cristãos em um mosteiro.
Alguns anos depois, em 1674, Antonie van Leeuwenhoek, utilizando microscópios de invenção própria, foi o primeiro a analisar células vivas, sobretudo de algas. Ele desenhou protozoários, tais como o Vorticella da água da chuva, e bactérias de sua própria boca.
A teoria celular foi estabelecida em 1839 por Matthias Schleiden e Theodor Schwann. A teoria afirma que todos os organismos são compostos por uma ou mais células, que as células são a unidade fundamental da estructura e função de todos os seres vivos, e que todas as células vem de células preexistentes.
Estrutura Células procarióticas
thumb|Estrutura de uma célula procariótica típica
Procariontes incluem as bactérias e archaeas, dois dos três domínios da vida. Células procarióticas foram as primeiras formas de vida na Terra. Elas são mais simples e menores do que células eucarióticas, e não possuem um núcleo celular e nem outras organelas delimitadas por membrana. O DNA de uma célula procariótica consiste em um único cromossomo circular que está em direto contato com o citoplasma. A região semelhante ao núcleo no citoplasma é denominada nucleoide. Os procariotos variam em tamanho, desde células muito pequenas, com diâmetro de aproximadamente 0,2 μm, até aquelas com mais de 700 μm de diâmetro.
Uma célula procariótica possui três regiões: Envolvendo a célula está o envelope celular—geralmente consistindo de uma membrana plasmática coberta por uma parede celular que, para algumas bactérias, pode ser coberta por uma terceira camada chamada cápsula. Embora a maioria dos procariontes tenham uma membrana celular e uma parede celular, há exceções como Mycoplasma (bactérias) e Thermoplasma (arqueias), que possuem apenas a camada de membrana celular. O envelope dá rigidez à célula e separa o interior da célula de seu ambiente, servindo como filtro protetor. A parede celular consiste em peptidoglicano em bactérias e atua como uma barreira adicional contra forças externas. Também evita que a célula se expanda e rompa (citólise) pela pressão osmótica devido a um ambiente hipotônico. Algumas células eucarióticas (células vegetais e células fúngicas) também possuem parede celular. Dentro da célula está a região citoplasmática que contém o genoma (DNA), ribossomos e vários tipos de inclusões. A genética o material é encontrado livremente no citoplasma. Os procariotos podem carregar elementos de DNA extracromossômico chamados plasmídeos, que geralmente são circulares. Plasmídeos bacterianos lineares foram identificados em várias espécies de bactérias espiroquetas, incluindo membros do gênero Borrelia, em especial Borrelia burgdorferi, causadora da doença de Lyme. Embora não forme um núcleo, o DNA está condensado em um nucleoide. Plasmídeos codificam genes adicionais, como genes de resistência a antibióticos. Do lado de fora, flagelos e pili se projetam da superfície da célula. São estruturas (não presentes em todos os procariontes) feitas de proteínas que facilitam o movimento e a comunicação entre as células.
Parasitismo intracelular thumb|Estrutura de uma célula animal típica
As bactérias dos grupos das Rickettsias e das clamídias são muito pequenas, sendo denominadas parasitas intracelulares obrigatórios por não apresentarem capacidade de auto-duplicação independente da colaboração de outras células, isto é, só proliferarem no interior de outras células completas. Diversas doenças de importância médica tem sido descritas para organismos destes grupos, incluindo algumas vinculadas aos psitacídeos (papagaios e outras aves, a psitacose acessado a 9 de junho de 2009) e carrapatos (a febre maculosa, causada pela Rickettsia rickettsii*Superintendência de Controle de Endemias - Febre maculosa acessado a 9 de junho de 2009)
Células eucarióticas
Plantas, animais, fungos, protozoários, e algas são todos eucariontes. Estas células são cerca de quinze vezes maiores que uma célula procariótica típica, e podem ser até mil vezes mais volumosas. A principal característica distinta de eucariotas em comparação a procariotas é a compartimentalização: a presença de organelas delimitadas por membrana (compartimentos) em que atividades específicas ocorrem. O mais importante entre eles é um núcleo celular, que contém o DNA da célula. Outras diferenças incluem:
A membrana plasmática se assemelha à dos procariotos em função, com pequenas diferenças na configuração. As paredes celulares podem ou não estar presentes; O DNA eucariótico é organizado em uma ou mais moléculas lineares, chamadas cromossomos, que estão associadas às proteínas histonas. Todo o DNA cromossômico é armazenado no núcleo da célula, separado do citoplasma por uma membrana. Algumas organelas eucarióticas, como mitocôndrias, também contêm algum DNA; Muitas células eucarióticas são ciliadas com cílios primários; Os eucariotos móveis podem se mover usando cílios móveis ou flagelos. As células móveis estão ausentes em coníferas e plantas com flores.PH Raven, Evert RF, Eichhorm SE (1999) Biology of Plants, 6th edition. WH Freeman, New York Os flagelos eucarióticos são mais complexos do que os procariontes.
+Comparação de características de células procarióticas e eucarióticasProcariontesEucariontesOrganismos típicosBactérias, archaeaProtistas, fungos, plantas, animaisTamanho típico~ 1–5 μm~ 10–100 μmTipo de núcleonucleoide; nenhum núcleonúcleo verdadeiro com membrana duplaDNAcircular (normalmente)Cromossomos nucleares com histonasSíntese de RNA/proteínaacoplada no citoplasmaSíntese de RNA no núcleosíntese proteica no citoplasmaRibossomos50S e 30S60S e 40SEstrutura citoplasmáticapoucas estruturasaltamente estruturado por endomembranas e um citoesqueletoMovimento celularflagelo feito de flagelinaflagelos e cílios contendo microtúbulos; pseudópodes contendo actinaMitocôndrianenhumaum a vários milharesCloroplastosnenhumem algas e PlantasOrganizaçãogeralmente unicelularcélulas únicas, colônias, organismos multicelulares com células especializadasDivisão celulardivisão bináriamitose (fissão ou brotamento)meioseCromossomosúnico cromossomomais de um cromossomoMembranasMembrana celularMembrana celular e organelas ligadas à membrana
Componentes subcelulares Todas as células, sejam procarióticas ou eucarióticas, têm uma membrana que envolve a célula, regula o que se move para dentro e para fora (seletivamente permeável) e mantém o potencial elétrico da célula. Dentro da membrana, o citoplasma ocupa a maior parte do volume da célula. Todas as células (exceto glóbulos vermelhos que carecem de um núcleo celular e da maioria das organelas para acomodar o espaço máximo para hemoglobina) possuem DNA e RNA.
Membrana plasmática
thumb|upright=1.33|Diagrama detalhado da membrana celular de bicamada lipídica A membrana plasmática é uma membrana biológica que envolve o citoplasma de uma célula. Em animais, a membrana plasmática é o limite externo da célula, enquanto em plantas e procariotos ela é geralmente coberta por uma parede celular. Esta membrana serve para separar e proteger uma célula de seu ambiente circundante e é composta principalmente de uma dupla camada de fosfolipídios, que são anfifílicos (parcialmente hidrofóbicos e parcialmente hidrofílicos). Portanto, a membrana é chamada de bicamada fosfolipídica. Incorporadas à membrana há uma variedade de moléculas de proteínas que actuam como canais e bombas que movem diferentes moléculas para dentro e para fora da célula. A membrana é dita ser 'semi-permeável', na medida em que pode deixar uma substância (molécula ou íon) passar livremente, passar através de uma forma limitada ou não passar de jeito nenhum. As membranas da superfície celular também contêm proteínas receptoras que permitem que as células detectem moléculas externas de sinalização, tais como hormonas.
Citoesqueleto
thumb|Uma imagem fluorescente de uma célula endotelial. Os núcleos são tingidos de azul, mitocôndrias são tingidas de vermelho e os microfilamentos são tingidos de verde.
O citoesqueleto é uma rede de fibras que organizam e dão à célula força mecânica e manutenção da forma, além de controlar seus movimentos, fixar organelas. Também atua durante a endocitose, a absorção de materiais externos por uma célula, e na citocinese, a separação de células filhas após a divisão celular. Normalmente, 20-35% das proteínas de uma célula estão ligadas ao citoesqueleto, embora esta quantidade possa variar, sendo consideravelmente maior nas células musculares.
O citoesqueleto eucariótico é composto por microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos. Há um grande número de proteínas associadas a eles, cada uma controlando a estrutura de uma célula ao direcionar, agrupar e alinhar os filamentos. O citoesqueleto procariótico é menos estudado, mas está envolvido na manutenção da forma celular, polaridade e citocinese.
Material genético
thumb|Ácido desoxirribonucleico (DNA)