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AULA 02 – CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS PROF. IURY AMANCIO PAIVA COMPOSIÇÃO CELULAR A célula é uma estrutura típica microscópica comum a todos os seres vivos. Com os avanços da microscopia eletrônica na década de 1940, foi possível a visualização de muitas estruturas da célula que seria impossível no microscópio óptico. Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. CLASSIFICAÇÃO Os seres vivos são constituídos de unidades microscópicas chamadas de células que formam, em conjunto, estruturas organizadas. As células são compostas de núcleo e citoplasma. Quando o núcleo celular é circundado por uma membrana nuclear ou carioteca, os organismos que as possuem são chamados de EUCARIÓTICOS Os que não possuem células com carioteca são os PROCARIÓTICOS a exemplo das bactérias. Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2016. CLASSIFICAÇÃO Diferenças entre células procarióticas e eucarióticas Células procarióticas Células eucarióticas Não possuem núcleo definido. O DNA está concentrado em uma região denominada nucleoide. Possuem núcleo definido, ou seja, o material genético está envolvido por uma membrana nuclear. Normalmente apresentam um cromossomo circular. Normalmente apresentam vários cromossomos lineares. Não possuem organelas membranosas. Possuem organelas membranosas. Possuem ribossomos, porém esses são menores e menos complexos do que os presentes nas células eucarióticas. Possuem ribossomos maiores e mais complexos do que os da célula procariótica. Menores que as células eucarióticas. Maiores que as células procarióticas. Exemplo: Célula bacteriana Exemplo: Célula animal e célula vegetal https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/diferenca-entre-celulas-procariotas-eucariotas.htm CLASSIFICAÇÃO Em 1969, Robert H.Whittaker, classificou os organismos vivos em 5 reinos: 1. Reino Monera (Ex: bactérias); 2. Reino Protista (Ex: protozoários); 3. Reino Plantae; 4. Reino Animalia; e 5. Reino Fungi (Ex: levedura). Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2016. CLASSIFICAÇÃO EM REINOS A classificação dos organismos, mais recente, proposta por Robert H. Whittaker em 1969, foi baseada a partir da maneira pela qual o organismo obtém nutrientes de sua alimentação. Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. CLASSIFICAÇÃO EM REINOS Os procariotos que normalmente obtêm alimentos só por absorção constituem o reino Monera. Dentre os eucariotos, o reino Protista inclui os microrganismos eucarióticos unicelulares, que representam os três tipos nutricionais: as algas são fotossintéticas, os protozoários podem ingerir seu alimento e os fungos limosos somente absorvem os nutrientes. Os organismos eucarióticos superiores são colocados no reino Plantae (plantas verdes fotossintéticas e algas superiores), Animalia (animais que ingerem alimentos) e Fungi (organismos que têm parede celular, mas não apresentam o pigmento clorofila encontrado em outras plantas para promover a fotossíntese, portanto eles absorvem os nutrientes.) Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. CLASSIFICAÇÃO MAIS ATUAL Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2016. Avanços posteriores na biologia molecular revelaram que existem, na verdade, dois tipos de células procarióticas e um tipo de célula eucariótica. A descoberta de três tipos celulares foi fundamentada nas observações de que os ribossomos não são os mesmos em todas as células, embora estejam presentes em todas elas. A comparação de sequências nucleotídicas contidas no RNA ribossomal (rRNA) de diferentes tipos de células mostrou que existem três grupos celulares distintos: os eucariotos e dois tipos diferentes de procariotos – as bactérias e as arqueias. Além de apresentarem diferenças no rRNA, os três domínios diferem na estrutura lipídica da membrana, nas moléculas de RNA de transferência e na sensibilidade aos antibióticos; GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. BACTÉRIAS: Bactérias (do latim, bacteria, singular: bacterium) são organismos relativamente simples e de uma única célula (unicelulares); Como o material genético não é envolto por uma membrana nuclear, as células bacterianas são classificadas como procariotos; As células bacterianas apresentam uma entre as várias formas possíveis. Os bacilos (em forma de bastão), os cocos (esféricos ou ovoides) e os espirilos (em forma de saca-rolha ou curvados) estão entre as formas mais comuns, mas algumas bactérias apresentam forma de estrela ou quadrada. GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. BACTÉRIAS: GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. BACTÉRIAS: As bactérias podem formar pares, cadeias, grupos ou outros agrupamentos; tais formações geralmente são características de um gênero particular ou uma espécie de bactérias. As bactérias são envolvidas por uma parede celular que é praticamente composta por um complexo de carboidrato e proteína chamado de peptideoglicano. As bactérias geralmente se reproduzem por divisão em duas células iguais; esse processo é chamado de fissão binária. Para a sua nutrição, a maioria das bactérias usa compostos orgânicos encontrados na natureza derivados de organismos vivos ou mortos. S. pneumonie E. coli GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. FUNGOS: Os fungos são eucariotos, organismos que possuem um núcleo definido, que contém o material genético (DNA), envolto por um envelope especial chamado de membrana nuclear. Os fungos têm parede celular composta principalmente por uma substância chamada de quitina. As formas unicelulares dos fungos, as leveduras, são micro-organismos ovais que são maiores que as bactérias. Os fungos podem se reproduzir sexuada e assexuadamente. Eles obtêm a alimentação por meio da absorção de soluções de matéria orgânica presente no ambiente, que pode ser o solo, a água do mar, a água doce, um animal ou uma planta hospedeira. leveduras GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. PROTOZOÁRIOS: Os protozoários são microrganismos unicelulares eucarióticos. Se movimentam por meio de pseudópodes, flagelos ou cílios. Os protozoários apresentam uma variedade de formas e vivem como entidades de vida livre ou parasitas, absorvendo ou ingerindo compostos orgânicos do ambiente. Os protozoários podem se reproduzir sexuada ou assexuadamente. GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. ALGAS: São eucariotos fotossintéticos com uma ampla variedade de formas e com os dois tipos de reprodução, sexuada e assexuada. As paredes celulares de muitas algas são compostas de um carboidrato chamado de celulose. As algas são abundantes em água doce e salgada, no solo e em associação com plantas. GRUPOS DE MICRORGANISMOS Fonte: Tortora, Funke & Case. Microbiologia. 2012. VÍRUS: Eles são tão pequenos que a maioria pode ser vista apenas com o auxílio de um microscópio eletrônico, sendo também acelulares (não são células). A partícula viral é muito simples estruturalmente, contendo um núcleo formado somente por um tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA. Esse núcleo é circundado por um envoltório proteico, chamado capsídeo. Algumas vezes, o envoltório é revestido por uma camada adicional, uma membrana lipídica chamada de envelope. Zika vírus Vírus envelopado Vírus não-envelopado EVOLUÇÃO CELULAR NA TERRA EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA • Hipótese de Oparin e Haldane A hipótese mais aceita, atualmente, sobre a origem da vida é a hipótese de Oparin e Haldane. Segundo essa ideia, a Terra primitiva seria constituída por amônia, nitrogênio, hidrogênio, metano e vapor d'água, os quais são expelidos constantemente pelas atividades vulcânicas. A condensação desse vapor d'água deu origem a um ciclo de chuvas, pois estas,ao atingirem a superfície ainda quente da Terra, voltavam a evaporar, iniciando assim um novo ciclo. EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA • Hipótese de Oparin e Haldane Mediante ação da radiação ultravioletas do Sol e das constantes descargas elétricas, os elementos presentes na atmosfera passaram a reagir, dando origem aos primeiros compostos orgânicos, denominados aminoácidos. As chuvas carreavam esses compostos para os oceanos primitivos, os quais se formaram quando ocorreu o resfriamento da superfície da terra, permitindo o acúmulo de água na superfície. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-radiacao-ultravioleta.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/aminoacidos.htm EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA • Hipótese de Oparin e Haldane Nos oceanos primitivos, esses aminoácidos uniram- se, formando compostos semelhantes a proteínas (proteinóides), e, em seguida, após novas reações, essas deram origem aos coacervados. Estes se tornaram mais estáveis e complexos, controlando as próprias reações químicas e sendo capazes de autoduplicar-se, originando, assim, os primeiros seres vivos. • Em 1953, o cientista Stannley Miller e sua equipe conseguiu, por meio da realização de um experimento, que simulava a atmosfera primitiva segundo a hipótese de Oparin e Haldade, produzir artificialmente várias moléculas de aminoácidos. • Esse experimento serviu para comprovar que, segundo as condições descritas por Oparin e Haldane, os primeiros compostos orgânicos podem ter surgido de reações dos elementos presentes na atmosfera. EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA https://edisciplinas.usp.br/mod/book/view.php?id=2437843&chapterid=20430 • Estudos posteriores, simulando as condições pré-bióticas, permitiram a produção de 17 aminoácidos (dos 20 presentes nas proteínas). • Também foram produzidos açúcares, ácidos graxos e as bases nitrogenadas que formam parte do DNA e RNA. • Essa etapa posterior provavelmente ocorreu em meios aquosos onde as moléculas orgânicas se concentravam para formar uma espécie de “Sopa Primordial” na qual foram favorecidas as interações e onde se formaram complexos, com uma membrana externa envolvendo um fluido no interior (micelas). • Admite-se que as primeiras células que surgiram na terra foram os procariontes. • É possível que não havendo Oxigênio na atmosfera, os primeiros procariontes foram heterotróficos e anaeróbicos. • Através da fotossíntese se produziu o Oxigênio da atmosfera e este permitiu o surgimento de organismos aeróbicos a partir dos quais recém originaram-se os eucariontes. • Até aquele momento a vida só estava presente na água, porém, finalmente, as plantas e os animais colonizaram a Terra. EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA TRANSIÇÃO DE PROCARIONTES PARA EUCARIONTES?? TEORIA DA INVAGINAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA Mutação genética, onde alguns procariontes teriam passado a sintetizar novos tipos de proteínas, e isso levaria ao desenvolvimento de um complexo sistema de membranas, que, invaginando-se da membrana plasmática, teria dado origem às diversas organelas delimitadas por membranas. Assim teriam aparecido o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi, os lisossomos e as mitocôndrias. Pelo mesmo processo surgiria a membrana nuclear, principal característica das células eucariontes. Embora à primeira vista esta teoria pareça sólida, ela não tem apoio em fatos conhecidos. É de difícil aceitação, pois não existe célula intermediária entre procarionte e eucarionte, nem se encontrou fóssil que indicasse uma possível existência destes tipos intermediários. TEORIA DA SIMBIOSE DE PROCARIONTES • É importante considerar que segundo esta teoria alguns procariontes passaram a viver no interior de outros, criando células mais complexas e mais eficientes. • Vários dados apoiam a suposição de que as mitocôndrias e os cloroplastos surgiram por esse processo. • Demonstrou-se, por exemplo, que tais organelas contêm DNA, e que esse DNA contém informação genética que se transmite de uma célula a outra, de um modo comparável à informação contida no DNA dos cromossomas nucleares. • Ainda mais, ao menos no que se refere às mitocôndrias, demonstrou-se também que a molécula de DNA é circular, como nas bactérias. Estas e outras observações nos levam à conclusão de que mitocôndrias e cloroplastos de fato se originaram por simbiose. EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA TEORIA DA SIMBIOSE DE PROCARIONTES (ENDOSSIMBIÓTICA) EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA TEORIA MISTA • É possível que as organelas que não contêm DNA, como o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi se tenham formado a partir de invaginações da membrana celular, enquanto as organelas com DNA (mitocôndrias, cloroplastos) apareceram por simbiose entre procariontes. • As células vivas provavelmente surgiram na terra por volta de 3,5 bilhões de anos por reações espontâneas entre moléculas que estavam longe do equilíbrio químico. EVOLUÇÃO CELULAR NO PLANETA TERRA
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