Introdução à Biologia/Célula/Considerações históricas

A história da biologia celular está ligada ao desenvolvimento tecnológico que tornou possível o estudo da célula. Assim, os primeiros estudos no campo da biologia celular só foram possíveis após a invenção do microscópio em 1590, por Zacharias Janssen (1580-1638). Por causa da sua pouca idade acredita-se que teve ajuda do seu pai, Hans Janssen, que era fabricante de lentes.

Os primeiros estudos sobre a morfologia da célula começaram com a popularização dos microscópios ópticos rudimentares no século XVII , posteriormente complementados com várias técnicas histológicas nos séculos XIX e XX, permitindo a observação mais detalhada das diversas estruturas celulares. Os progressos na microscopia exerceram um impacto profundo no raciocínio lógico no campo da biologia. No início do século XIX, uma série de biólogos fizeram notar a importância crucial das células. Em 1838, o botânico Matthias Schleiden sugeriu que todas as plantas são formadas por células. Em 1939, o zoologista Theodore Schwann estendeu essa ideia para os animais. Schleiden e Schwann promoveram as noções da célula como a unidade básica do organismo e de que cada célula individual contém todas as características essenciais à vida, embora se tenham inicialmente oposto à ideia de que todas as células nascem a partir da divisão de outras células. Contudo, na década de 1850, Robert Remak e Rudolf Virchow, declararam que a células se originavam de outras células pré-existentes. Estas premissas, aceitas pela comunidade científica da época, estariam na origem do que viria a ser a teoria celular:

Todo ser vivo é composto por células
As reações químicas que ocorrem no organismo, ocorrem em nível celular.
Toda célula se origina da divisão de outra pré-existente.

Outro grande avanço foi a invenção do microscópio eletrônico em 1931 por Ernst Ruska e aperfeiçoado desde então, podendo atingir uma capacidade de aumento de 500 mil vezes. Além da microscopia eletrônica, grandes passos também foram dados com o desenvolvimento da microscopia por fluorescência e confocal, entre outros, no século XX. O uso da microscopia eletrônica permitiu a descoberta de novas organelas celulares, além de expandir o conhecimentos das organelas já conhecidas.

Durante as décadas de 1920 e 1930 os bioquímicos elucidaram várias vias metabólicas da célula: o ciclo do ácido cítrico, a glicogênese e a glicólise, bem como a síntese dos esteróides e das porfirinas. Entre as décadas de 1930 e 1950, foi elucidado o papel do ATP como o principal portador de energia nas células e da mitocôndria como a sua principal fonte energética. A pesquisa em bioquímica seria um dos campos mais ativos na biologia.

O desenvolvimento de ferramentas moleculares, baseada na manipulação de ácidos nucleicos e enzimas, permitiu um análise mais exaustiva em todo o século XX. Foi possível compreender o papel dos genes na transmissão da hereditariedade e na produção de proteínas, encontrando-se, assim, uma ligação entre a genética e a bioquímica celular. A melhor compreensão do DNA e RNA permitiu o sequenciamento dessas substâncias, abrindo portas para a manipulação genética da célula.

Principais descobertas no campo da biologia celular

Desenho da estrutura do súber, conforme visto por Robert Hooke, a qual dá origem à palavra "célula".

Estrutura do DNA.

1665: Robert Hooke (1635-1703) publicou um livro que o consagraria nos meios científicos da Inglaterra e do continente, o chamado Micrographia. Neste livro, ele faz, entre outras coisas, a descrição do primeiro microscópio feito de partes móveis, composto de uma lente objetiva hemisférica e uma grande ocular plano-convexa. Foi ao estudar lâminas de cortiça que Robert Hooke observou umas cavidades poliédricas, que chamou de células, do latim cella, que significa pequena cavidade. Estas cavidades não eram mais do que paredes celulares de células vegetais mortas.

Década de 1670: Antonie Philips van Leeuwenhoek (1632–1723), um holandês que ganhava a vida vendendo roupas e botões, estava gastando seu tempo livre construindo microscópios de qualidade notável. Ele desenhou protozoários, tais como o Vorticella da água da chuva, além de bactérias de sua própria boca, glóbulos vermelhos do sangue e espermatozóides.

1745: John Needham (1713-1781) descreveu a presença de organismos unicelulares por ele denominados de animálculos ou infusorios, durante suas pesquisas com frascos de vidros contendo caldo nutritivo para a proliferação de microorganismos.

1776: Abraham Trembley (1710-1784) observou bactérias se multiplicando por meio da divisão celular, processo este chamado de divisão binária.

1811 - 1812: Ludolph Christian Treviranus (1779-1864) e Johann Jacob Paul Moldenhawer (1766-1827) propõem que as células são unidades individuais separadas.

1824: Henri Dutrochet (1776-1847) formulou a hipótese de que a célula é elemento fundamental da organização dos seres vivos.

1833: Robert Brown (1773-1858) descreveu o núcleo celular durante seus estudos com células de orquídeas.

1838 - 1839: Matthias Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882), estabeleceram o que ficou conhecido como teoria celular: "todo o ser vivo é formado por células".

1840: Albrecht von Roelliker percebeu que óvulos e espermatozóides também são células.

1855: Robert Remak (1815-1865) desenvolveu um método para fixar a membrana celular fundamentando sua existência, além de observar que as novas células se originam da divisão de células mais antigas. Antes disso, supunha-se a presença de uma membrana envolvendo a célula pois, quando se pressionava a célula, seu conteúdo interno vazava, dando a ideia de uma película revestindo externamente a célula. Devido a sua estrutura muto fina, o estudo mais detalhado da membrana celular só foi possível muitos anos mais tarde, com a invenção do microscópio eletrônico.

1858: Rudolf Virchow (1821-1902) estendeu o conceito de biogênese à célula, afirmando que toda célula se origina de outra pré-existente, desfazendo o mito de que as células se formavam espontaneamente, a partir da aglomeração de determinados tipos de substâncias. Ficou célebre a frase criada por Virchow: "Omnis cellula e cellula" (célula origina-se de célula).

1857: Rudolph Kölliker (1817-1905) identificou as mitocôndrias.

1882: Walther Flemming (1843-1905) descreveu a divisão celular por mitose, além de alguns anos antes, ter confirmado a cromatina como principal componente do núcleo celular.

1884: Karl August Möbius (1825-1908) identificou estruturas no citoplasma que mais tarde receberiam o nome de organelas.

1888: Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz (1836-1921) cunhou o termo cromossomo para descrever a cromatina condensada durante a fase de divisão celular.

Década de 1890: Ernest Overton desenvolveu a teoria da membrana celular lipídica, baseado nas propriedades osmóticas das membranas. A visualização da camada bi-lipídica da membrana só foi possível com o desenvolvimento do microscópio eletrônico.

1898: Camillo Golgi (1843-1926) descreve o complexo de Golgi.

Décadas de 1930 e 1940: Albert Claude (1898-1983) desenvolve uma técnica de centrifugação celular, permitindo o estudo de várias organelas celulares.

1937: Hans Adolf Krebs (1900-1981) descreveu o ciclo do ácido cítrico, uma parte do processo metabólico de respiração celular.

1941: George Beadle (1903-1989) e Edward Tatum (1909-1975) concluíram que a função característica de um gene era a de controlar a formação de uma enzima. Dessa forma, encontraram um elo de ligação entre a genética e a bioquímica.

1952: Alfred Hershey (1908-1997) e Martha Chase (1927-2003) realizaram uma série de experiências confirmando que é o DNA a base do material genético desfazendo a crença de que eram as proteínas que carregavam a informação que determina a hereditariedade.

1953: A estrutura da molécula de DNA foi descoberta conjuntamente pelo norte-americano James Watson (1928 - ) e pelo britânico Francis Crick (1916-2004).

1955: Christian de Duve (1917-2013) descreveu os lisossomos.

1955: George Emil Palade (1908-2012) estudou com detalhes o retículo endoplasmático e descobriu os ribossomos.

1956: Joe-Hin Tijo (1919-2001) e Albert Levan (1905-1998) observaram que as células somáticas dos seres humanos contêm 46 cromossomos, e não 48, como acreditava-se anteriormente.

1958: Francis Crick (1916-2004) postulou o Dogma Central da Biologia Molecular, afirmando que o DNA produz RNA mensageiro e que este produz a proteína, elemento que por fim efetua a ação celular.

1961: Peter D. Mitchell (1920-1992) formulou a teoria quimiosmótica, esclarecendo os mecanismos de produção de ATP na célula.

1981: Lynn Margulis (1938-2011) publica sua hipótese sobre a endossimbiose ou endossimbiose sequencial, que explica a origem da célula eucarionte.

Bibliografia

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