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Qual é o tamanho de uma célula?

Human Adipocyte (100 µm), Human Cheek Epithelial Cell (60 µm) e Human Hepatocyte (25 µm) em escala real
Uma célula de gordura, uma célula da bochecha e uma célula do fígado mostram como os tamanhos das células humanas variam.Human Adipocyte 100 µmHuman Cheek Epithelial Cell 60 µmHuman Hepatocyte 25 µm

Uma célula do fígado humana mede, em média, 25 µm de largura, enquanto a ameba gigante Chaos carolinense pode chegar a 1 mm de comprimento. Não existe um tamanho único para as células: células humanas conhecidas podem ter dezenas de micrômetros de largura, enquanto alguns organismos unicelulares crescem o suficiente para parecer pontinhos em movimento.

O micrômetro (µm) é uma unidade de comprimento usada para medir células; o nanômetro (nm) é menor. Essas unidades ajudam a acompanhar a passagem de uma célula humana para uma bactéria e, depois, para uma estrutura minúscula dentro de uma célula.

Uma célula humana pode ter quase a largura de um fio de cabelo

Um fio de cabelo humano tem cerca de 70 µm de largura. Uma célula da bochecha mede 60 µm de largura, quase o mesmo que um fio de cabelo, e equivale a cerca de oito diâmetros de glóbulos vermelhos. Um glóbulo vermelho mede 7.5 µm de largura. Esses conhecidos tipos de células humanas ajudam a dar uma ideia do que significa “microscópico”: a célula da bochecha tem quase a largura de um fio de cabelo, enquanto um glóbulo vermelho é bem mais estreito.

As células da bochecha são células escamosas e achatadas, que revestem o interior da boca. Seu formato amplo permite que formem uma camada de revestimento, e é fácil coletá-las com um cotonete passado na bochecha. Por isso, são uma amostra comum em experimentos de extração de DNA em sala de aula. A amostra começa com uma parte do corpo que a maioria das pessoas consegue alcançar, mas é preciso um microscópio para ver as células com clareza.

Um adipócito humano maduro, ou célula de gordura, tem 100 µm de diâmetro. Quase todo o seu interior é ocupado por uma única gota grande de lipídios, que empurra o núcleo para a borda. Com 100 µm, ele é cerca de 1.7 vez mais largo que uma célula da bochecha. A grande gota dá a essa célula uma organização característica: uma reserva armazenada ocupa a maior parte do espaço dentro da membrana externa.

Um hepatócito, uma célula do fígado, mede em média 25 µm de largura. Ele é menor que uma célula da bochecha, mas equivale a cerca de 3.3 diâmetros de glóbulos vermelhos. Os hepatócitos compõem cerca de 80% da massa do fígado e desempenham centenas de funções metabólicas. A largura de uma célula, por si só, não revela o trabalho que ela faz: o hepatócito menor faz parte de um órgão responsável por muitos tipos de atividade química.

Alguns organismos unicelulares são muito maiores

Chaos carolinense é uma das maiores amebas conhecidas e pode parecer um pontinho em movimento a olho nu. Quando está estendida, mede 1 mm de comprimento, cerca de duas vezes a largura de um grão de areia de tamanho médio. Um grão de arroz tem cerca de seis vezes o comprimento da ameba estendida. O contorno da ameba muda enquanto ela se move, por isso seu comprimento medido corresponde à forma estendida.

O ciliado rosa Blepharisma japonicum mede 300 µm de comprimento, cerca de 4.3 vezes a largura de um fio de cabelo humano. Isso também equivale a cerca de 40 diâmetros de glóbulos vermelhos. O pigmento fotossensível de Blepharisma, a blefarismina, dá a ele sua cor rosa e pode ser tóxico sob luz intensa. Uma célula desse tamanho ainda é pequena demais para ser vista com clareza sem ampliação, mas é muitas vezes mais larga que a célula sanguínea que ajuda a transportar oxigênio pelo corpo.

Chaos carolinense (1 mm) e Blepharisma japonicum (300 µm) em escala real
A ameba estendida é mais comprida que o ciliado rosa.Chaos carolinense 1 mmBlepharisma japonicum 300 µm

As bactérias reduzem a escala a poucos micrômetros

As bactérias são células, mas são muito menores que as células humanas descritas acima. A bactéria em forma de bastonete Shigella flexneri mede 2.5 µm de comprimento. Um glóbulo vermelho tem cerca de três vezes o comprimento de Shigella. Shigella pode invadir células intestinais humanas usando um sistema especializado de injeção. Seu tamanho reduzido não a impede de interagir diretamente com células muito maiores.

Deinococcus radiodurans mede 2 µm de largura. Ela consegue sobreviver a doses de radiação milhares de vezes maiores que as que matariam um ser humano, reparando rapidamente o DNA fragmentado. Um glóbulo vermelho tem cerca de 3.8 vezes o seu diâmetro. Essa bactéria ocupa pouco espaço ao lado de uma célula sanguínea, mas seu sistema de reparo consegue restaurar material genético danificado.

A cianobactéria marinha Synechococcus mede, em média, 1 µm de largura. Um glóbulo vermelho é cerca de 7.5 vezes mais largo, e Synechococcus tem cerca de metade do diâmetro de Deinococcus radiodurans. Synechococcus é um dos organismos fotossintéticos mais abundantes da Terra e contribui significativamente para a produção global de oxigênio. Seu papel vai muito além de seu minúsculo contorno: essas células ajudam a impulsionar a fotossíntese nos oceanos.

Vírus são menores que células, mas não são células

Entre as menores células conhecidas, Mycoplasma genitalium mede cerca de 0.3 por 0.6 micrômetros (abre em uma nova guia). Também existem estruturas menores dentro das células. Um lisossomo é uma organela envolvida por uma membrana e que contém enzimas digestivas que decompõem resíduos e detritos celulares; seu diâmetro típico é de 500 nm. Isso corresponde a cerca de metade do diâmetro de Synechococcus. Um lisossomo faz parte de uma célula, não é uma célula independente.

Uma partícula do vírus Lassa mede 100 nm de largura, cerca de um quinto do diâmetro de um lisossomo. Os vírus não conseguem se reproduzir por conta própria; eles usam a maquinaria de uma célula hospedeira. Essa distinção importa mesmo nessa escala: um vírus pode ser menor que uma célula, mas não realiza a reprodução de forma independente.

Shigella flexneri (2,5 µm), Deinococcus radiodurans (2 µm), Synechococcus Cyanobacterium (1 µm), Lysosome (500 nm) e Lassa Virus (100 nm) em escala real
Bactérias, uma organela e uma partícula viral ocupam pontos diferentes na escala microscópica.Shigella flexneri 2,5 µmDeinococcus radiodurans 2 µmSynechococcus Cyanobacterium 1 µmLysosome 500 nmLassa Virus 100 nm

Um glóbulo vermelho tem cerca de 75 vezes o diâmetro de uma partícula do vírus Lassa, mas o vírus ainda precisa de uma célula hospedeira para se reproduzir.

Fontes

  1. McGowin & Totten, "The Unique Microbiology and Molecular Pathogenesis of Mycoplasma genitalium," J Infect Dis 2017 (PMC5853509) (abre em uma nova guia) pmc.ncbi.nlm.nih.gov
  2. ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; CDC Poxvirus overview
  3. CDC: Gonorrhea; Kenneth Todar's Microbiology
  4. CDC: Listeria; ASM Microbe Library
  5. CDC Fungal Diseases; Mycology textbooks
  6. Encyclopedia Britannica: Chlorella; Algae Research textbook
  7. Alberts, Molecular Biology of the Cell; Kuby Immunology
  8. ASM: Fungal spore morphology; Mycology textbooks
  9. Kumar, Robbins Basic Pathology; Alberts, Molecular Biology of the Cell
  10. Molecular Biology of the Cell, Alberts et al.; Histology Guide
  11. Physiological Reviews: Adipocyte biology; Molecular Biology of the Cell
  12. Protist Information Server, Didinium
  13. Protist Information Server - Chaos carolinense
  14. Protist Information Server: Blepharisma; Encyclopedia of Life: Blepharisma japonicum
  15. Histology Guide: buccal epithelium
  16. Alberts, Molecular Biology of the Cell; Histology Atlas
  17. CDC: Shigella; ASM Microbe Library
  18. ASM Journals: Deinococcus radiodurans review; NCBI: Deinococcus genome
  19. NCBI Genome; Nature Reviews Microbiology - Marine Cyanobacteria
  20. Molecular Biology of the Cell, 6th ed.

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