Biologia celular é a disciplina acadêmica que estuda a unidade básica dos seres vivos, as células. As células são a menor unidade de funcionamento independente na estrutura de um organismo e geralmente consistem em um núcleo rodeado por citoplasma e encerrado por uma membrana. A biologia celular examina, a nível microscópico e molecular, as propriedades fisiológicas, estrutura, organelas (tais como núcleos e mitocôndrias), interacções, ciclo de vida, divisão e morte destas unidades básicas de organismos. A pesquisa em biologia celular estende-se tanto à grande diversidade de organismos unicelulares, tais como bactérias, como às muitas células especializadas em organismos multicelulares, tais como animais e plantas.
O campo da biologia celular tradicionalmente tem se concentrado em questões relativas a como os vários organelos trabalham e trabalham juntos, como esses processos celulares são regulados e como as várias células dentro do organismo se comunicam entre si. Compreender a composição das células e como as células funcionam é fundamental para todas as ciências biológicas e médicas. Examinar as semelhanças e diferenças entre os tipos celulares é particularmente importante para os campos da biologia celular e molecular, porque os princípios aprendidos com o estudo de um tipo celular podem ser generalizados para outros tipos celulares. A pesquisa em biologia celular está intimamente relacionada à genética, bioquímica, biologia molecular e biologia do desenvolvimento.
As estruturas e funções dentro de uma célula muitas vezes são comparadas a atividades similares em uma cidade típica. As mitocôndrias são as plantas energéticas da célula, os cloroplastos vegetais são plantas de energia solar, os cromossomas contêm as plantas originais da cidade, o retículo endoplasmático representa o sistema viário, o aparelho de Golgi é o correio e o núcleo é a câmara municipal. As proteínas, porém, participam de praticamente todas as funções da cidade celular – em outras palavras, são os tijolos e a madeira, os mensageiros, as fotocopiadoras, os recicladores de lixo e muito mais. Cada célula normalmente contém centenas de tipos diferentes de proteínas que funcionam juntas para gerar o comportamento da célula. Uma parte importante da biologia celular é a investigação dos mecanismos moleculares pelos quais as proteínas são movidas para diferentes lugares dentro das células ou secretadas das células.
As proteínas mais importantes são sintetizadas pelos ribossomos no citoplasma. Este processo também é conhecido como biossíntese de proteínas ou tradução de proteínas. Algumas proteínas, tais como aquelas a serem incorporadas nas membranas (proteínas de membrana) são transportadas para o retículo endoplasmático (RE) durante a síntese e processadas posteriormente no aparelho de Golgi. Do Golgi, as proteínas da membrana podem mover-se para a membrana plasmática ou para outros compartimentos subcelulares, ou podem ser secretadas a partir da célula. Há um movimento regular das proteínas através destes compartimentos. As proteínas residentes em ER e Golgi associam-se a outras proteínas mas permanecem em seus respectivos compartimentos. Outras proteínas passam através das ER e Golgi para a membrana plasmática.
A maior parte da informação genética na célula reside no núcleo e está contida dentro dos cromossomas (as mitocôndrias também transportam algum DNA próprio). O estudo dos estágios microscopicamente visíveis da divisão celular durante a mitose e meiose geralmente é considerado parte da biologia celular, enquanto a atividade submicroscópica real da replicação de DNA e síntese de proteínas é considerada parte da biologia molecular.
Subdisciplinas da Biologia Celular
Transporte Ativo e Passivo
Estas são os movimentos das moléculas para dentro e para fora das células.
A adesão de células
É assim que as células e os tecidos se mantêm unidos.
Divisão celular
É assim que as células se duplicam.
Cell Signaling
Esta é a regulação do comportamento celular por sinais moleculares de fora da célula.
Metabolismo celular
Estes são os processos envolvidos na criação e gasto de energia.
Disciplinas relacionadas
Bioquímica
Este é o estudo dos processos químicos e transformações nos organismos vivos.
Biologia do desenvolvimento
Este é o estudo dos processos pelos quais os organismos crescem e se desenvolvem.
Genética
Esta é a ciência dos genes, hereditariedade e variação dos organismos.
Biologia molecular
Este é o estudo das interacções das moléculas entre os vários sistemas de uma célula, incluindo a inter-relação do ADN, RNA e síntese de proteínas e como estas interacções são reguladas.
Biologia estrutural
Este é o estudo da arquitectura e forma das macromoléculas biológicas – proteínas e ácidos nucleicos em particular – e o que as leva a ter as estruturas que têm.