Escherichia coli vista ao microsópio electrónico.
Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
Por ventura, a esta hora, poucos dos que por aqui param estarão a pensar em bactérias, micróbios ou outros seres unicelulares. Ainda assim, aqui vai. De que somos nós feitos? A pergunta é suficientemente vaga para poder merecer muitas e variadas respostas. De átomos e moléculas a setenta por cento de água, de músculos e ossos a outros tipos de tecidos.
Peguemos na ponta do véu pela unidade básica arbitrária que é a célula. Cada um de nós é constituído por qualquer coisa como 100.000.000.000.000 células (mais zero, menos zero). Há-as dos mais variados tipos e feitios. Na escola aprendemos que as células são basicamente uns sacos, umas cápsulas mais ou menos rígidas, que trazem dentro de si pequenas estruturas: as eucarióticas têm núcleo, vesículas, mitocôndrias etc. Toda uma aparelhagem que faz funcionar aquelas pequenas fábricas. Mas como imaginar o que lá está dentro? Os microscópios revelam essas estruturas, relativamente grandes ao nível molecular. Mais além a resolução começa a falhar e torna-se difícil descrever os detalhes mais pequenos, que se aproximam do tamanho de átomos individuais. É possível utilizar técnicas como a difracção de raios-X para conhecer a estrutura, átomo a átomo, das proteínas e outras moléculas que habitam nas células, mas não de uma forma dinâmica e geralmente é preciso destruir as células para se obter as tais moléculas que se quer observar. Isso destrói a visão geral da célula.
Voltemos então à pergunta: como está tudo organizado lá dentro? O núcleo, o ADN, as vesículas — todas estas estruturas interiores das células estão mergulhadas num líquido contido pela membrana da célula, mas a visão não é a de um balão, cheio de água, com algumas coisas lá dentro.
Desenho de uma E. Coli
David Goodsell | Biochem. Mol. Biol. Educ. (2009) vol. 37 (6)
A figura acima é um desenho de uma bactéria, a Escherichia coli, as mesmas fotografadas no início deste post, correspondendo a uma ampliação de 70.000x (os microscópios ópticos tradicionais não vão muito além de 1000x). Todos nós temos milhões de E. coli a viver simbioticamente nos nossos intestinos. As bactérias não são seres eucarióticos, pelo que não têm estruturas internas compartimentadas, como o núcleo; o ADN, neste caso, em vez de estar altamente enrolado e organizado em cromossomas como no caso dos humanos, está disposto numa espécie de novelo (a amarelo). Mas longe de estar simplesmente mergulhado num líquido, como poderão observar no desenho acima ou no detalhe, em baixo, o interior da célula é densamente povoado — claustrofobicamente cheio de coisas. E que coisas são essas?
Pormenor da membrana, com âncora de um flagelo, da cromatina e do citoplasma da bactéria
David Goodsell | Biochem. Mol. Biol. Educ. (2009) vol. 37 (6)
Aqui representa-se sobretudo o ADN e proteínas associadas (em amarelo e laranja), a verde, os lípidos da membrana e proteínas associadas e a azul e lilás, as principais moléculas do citoplasma: enzimas, proteínas responsáveis pela replicação e interpretação do ADN com vista a criar outras proteínas e o RNA, espécie de papel químico do ADN. Esta visão é reconstituída através dos conhecimentos actuais da bioquímica e biologia celular e claro, contém nela muitas assunções. De fora ficam moléculas mais pequenas, tais como os nutrientes ou detritos produzidos pela célula: os açúcares, o óxigénio, o dióxido de carbono etc. É este excesso de população que provavelmente mantém o novelo de ADN junto, apertando-o.
Por fim, aqui fica um vídeo, onde são simuladas as interacções de moléculas do citoplasma para ajudar a construir a imagem do que se passa na vida agitada e apertada do interior de uma célula:
Modelo computacional do citoplasma duma E.coli
Adrian Elcock et. al
A agitação é devido ao ruído térmico: qualquer partícula, a temperaturas acima do zero absoluto, possui energia térmica, sendo que a sua manifestação é através de vibrações, causando este efeito visualmente semelhante à estática nas televisões. Nós também as temos, mas as vibrações são pequenas demais para que causem algum efeito visível à nossa escala. Se reparem bem, as proteínas mais pequenas mexem-se mesmo. Uma referência final: Life in a crowded world.
What a wonderful world!
Filipe,
gosto das suas científicas abordagens-viagens ao nosso interior (em abreviatura dariam abordicientiagens?)
E apetece transpor: o vocabulário presta-se a intimidades paralelas.
Se cientificamente temos o corpo em íntimo novelo,
como desembaraçá-lo sem trôpego atropelo?
É uma âncora de um flagelo…
Joaquina,
Não trate o Carlos por Filipe porque vai criar uma confusão tremenda.
Obrigada pela correção, Miguel.
que seria de mim sem a sua atenção.
Há quem invente verbos novos, a mim basta-me uma letra e sai uma pessoa nova, apesar de a mesma. Isto deve ser do excesso de população e dos apertos. Ou então da falta de proteínas.
E de resto, só me faltou um rancisco, de resto estava quase tudo lá!
Francisco,
como vê houve alguém que se fez passar por mim e tentou mudar-lhe o ADN e desorganizar-lhe os cromossomas, mas pelos vistos enrolaram-se-lhe as intenções, apesar de no fundo no fundo, ter dito mais ou menos o que eu queria dizer.
por isso, faça please a ilipse do ilipe, que de resto até subscrevo.
(só teria de fazer uma elipse se fosse um (f)elipe, claro)
Não se preocupe, cara Teresa, já me chamaram coisas bem piores! E obrigado pela poesi-ciência.
E quanto aos desenhos:
afinal também temos tudo cá dentro, para quê procurar mais longe?
A realidade interna contém manancial infinito.
A imaginação (a minha, pelo menos) não chega lá nem com o telescópio mais potente.
Fascinante. É de mim ou noto aqui o primeiro fio de um novelo romântico na descrição da gigantesca manta científica? Não haveria mal nenhum nisso…
Veremos!
Fantástico, Francisco. O infinitamente pequeno parece-se, de facto, com o infinitamente grande.
Francisco, que extraordinárias imagens! Gostei muito do seu texto: aprendi imenso e recordei umas quantas coisas que em tempos (no século passado, para ser exacta) aprendi. Pior foi quando fui ver quem era a e-coli… Então estas bactérias todas coloridas e com ar jugendstil são as responsáveis pelas gastroenterites das crianças (e das mães que desveladamente tratam delas) e pelas tão temidas meningites?
Francisco, foi o nosso Hubble para dentro!
E, Joana, uma das principais causadoras do cancro do estomago.
É verdade, há muitas E. coli que são más. No entanto a maioria delas não o é, e vivem, connosco nas nossas entranhas, toda a vida, alimentando-se de alguns dos nossos detritos e até ajudando em algumas tarefas da digestão. Essas não fazem mal a ninguém.
Mais: foram (e ainda o são, em parte) dos principais organismos modelo na investigação de biologia molecular e na genética. E muito em breve, poderão constituir exércitos na produção de biocombustíveis, um bocadinho como as leveduras nos fazem o pão, vinho e cerveja.
Francisco, o seu post — o seu bonito post — parecia a Sofia Loren a entrar na Cinecittà. Gostei mesmo muito. E quero dizer-lhe que passei a ter um imenso orgulho nos meus intestinos. Jamais me passou pela cabeça que tivesse fosse o que fosse a viver lá tão simbioticamente. Também lhe quero dizer que o modelo computacional do citoplasma duma E.coli se parece muito com uma gravata minha inspirada em Andy Warhol. É um elogio: continuo a gostar da gravata e agrada-me que a pop art ande por anda qualquer E.Coli. Veja se escreve mais e assim. Um abraço, bostonian man.
Francisco (vulgo Filipe), sem a graça do Manuel, que, com muita pena, não tenho, também queria agradecer este post. Fez-me perceber imensas coisas que, nas longínquas aulas de biologia, começaram a tentar explicar-me, sem que eu o conseguisse perceber. Infelizmente também me hei-de esquecer desta tua “lição”, mas sei que não me vou esquecer do que gostei do que escreveste.
uma célula como um espaço tão saturado como o metro em hora de ponta, era uma que nunca tinha imaginado. Nunca tinha suspeitado que a afirmação de que a natureza detesta o vazio, seria tão literal. Lá se vai a noção de que há uma harmonia zen e límpida nas coisas vivas.
Francisco, Fascinante!
Fez-me lembrar uma reportagem que fiz na Gulbenkian há uns anos sobre “Potências de 10″.
Uma viagem entre o macro e o micro cosmo.
Do firmamento à Helicobacter, seja ela pylori ou não (a má do estômago, que começa por provocar azias e refluxos gástricos)
Charles e Ray Eames em 1977 interessaram-se pelo assunto. Aqui fica um vídeo dessa viagem
http://www.youtube.com/watch?v=1Z53wTtGGA0