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Prof. Bruna Klassa @profbrunaklassa AULA 07 CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA E VIROLOGIA NESTA AULA VEREMOS: ▪ História da classificação ▪ Sistemática filogenética ▪ Classificação moderna ▪ Vírus CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ A evolução da vida na Terra nos últimos 4 bilhões de anos resultou em uma enorme variedade de espécies ▪ Por mais de 2.000 anos os humanos vêm tentando classificar a grande diversidade da vida ▪ A classificação é um passo importante na compreensão da diversidade atual e da história evolutiva da vida na Terra ▪ Além disso, ela serve para que as informações a respeito de uma espécie sejam facilmente recuperadas, uma vez que estão todas organizadas segundo alguns critérios biológicos ▪ A ciência que classifica os organismos é chamada taxonomia BLOCO 1. HISTÓRIA DA CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ A evolução da vida na Terra nos últimos 4 bilhões de anos resultou em uma enorme variedade de espécies ▪ Por mais de 2.000 anos os humanos vêm tentando classificar a grande diversidade da vida ▪ A classificação é um passo importante na compreensão da diversidade atual e da história evolutiva da vida na Terra ▪ Além disso, ela serve para que as informações a respeito de uma espécie sejam facilmente recuperadas, uma vez que estão todas organizadas segundo alguns critérios biológicos ▪ A ciência que classifica os organismos é chamada taxonomia CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ A evolução da vida na Terra nos últimos 4 bilhões de anos resultou em uma enorme variedade de espécies ▪ Por mais de 2.000 anos os humanos vêm tentando classificar a grande diversidade da vida ▪ A classificação é um passo importante na compreensão da diversidade atual e da história evolutiva da vida na Terra ▪ Além disso, ela serve para que as informações a respeito de uma espécie sejam facilmente recuperadas, uma vez que estão todas organizadas segundo alguns critérios biológicos ▪ A ciência que classifica os organismos é chamada taxonomia CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa PLATÃO (a.C.) ▪ Todas as formas de vida podiam ser colocadas em ordem, da mais inferior à mais superior ▪ Grande Cadeia do Ser ou Escada da Natureza CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ARISTÓTELES (384-322 a.C.) ▪ Pai da ciência ▪ Dois reinos baseados na capacidade de locomoção ▪ 1° a classificar os animais ▪ História dos Animais ▪ Agrupamento de acordo com suas semelhanças ▪ Visão hierárquica da vida (utilizando a ideia da escada da natureza de Platão) ▪ “Não havia degraus vazios na escada” ▪ “Nenhum degrau era representado por mais de uma espécie” ▪ “Nenhuma espécie poderia mudar de uma posição para outra” ▪ Fixismo e Essencialismo: as espécies possuíam essências fixas e imutáveis CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ARISTÓTELES (384-322 a.C.) ▪ Tipológica ▪ Dicotômica CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ 1665: Robert Hooke descreveu uma célula ao observar cortiça no microscópio de luz ▪ Antoine van Leeuwenhoek observou pela primeira ver microrganismos ▪ Iluminismo influenciando no pensamento biológico ▪ Razão, método, experimentação CAROLUS LINNAEUS OU LINEU (1707-1778) ▪ O pequeno botânico ▪ Criacionista, fixista, essencialista ▪ 1730: estabelece três reinos 1. Animalia: aqueles que se movem (para fugir ou se alimentar) 2. Plantae: aqueles que possuíam parede celular, raízes e folhas 3. Minerae: excluído posteriormente ▪ Sistema da natureza (1735) ▪ Hierárquico, binário, em latim ▪ Sistema da natureza (1758) ▪ Início da taxonomia moderna CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CAROLUS LINNAEUS OU LINEU (1707-1778) ▪ O pequeno botânico ▪ Criacionista, fixista, essencialista ▪ 1730: estabelece três reinos 1. Animalia: aqueles que se movem (para fugir ou se alimentar) 2. Plantae: aqueles que possuíam parede celular, raízes e folhas 3. Minerae: excluído posteriormente ▪ Sistema da natureza (1735) ▪ Hierárquico e em latim ▪ Primeiro a colocar os humanos entre os primatas ▪ “Deus criou, Lineu organizou” CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CAROLUS LINNAEUS OU LINEU (1707-1778) ▪ Nomenclatura binominal ▪ Código de nomenclatura oficial ▪ Sistema avaliado e atualizado a cada quatro anos ▪ Permite a identificação e comparação de organismos em um esquema reconhecido globalmente ▪ Facilita coleta, classificação e agrupamento de informações ▪ Gênero: letra maiúscula ▪ Epíteto específico: letra minúscula ▪ Tudo em itálico ou sublinhado CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ROBERT WHITTAKER, 1959 Divisão em cinco reinos conforme: ▪ Estrutura da célula ▪ Fonte de nutrição ▪ Modo de nutrição ▪ Inter-relacionamento ▪ Organização corporal ▪ Reprodução Padrão dos livros didáticos das 2 últimas décadas do século XX CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ROBERT WHITTAKER, 1959 ▪ MONERA: bactérias Unicelulares procarióticos que fazem fissão binária ▪ PROTISTAS: algas e protozoários Unicelulares eucarióticos, auto ou heterotróficos ▪ FUNGI: fungos (leveduras e cogumelos) Uni ou multicelulares, heterotróficos, com parede de quitina ▪ PLANTAS Multicelulares eucarióticos com PC de celulose, autotróficos fotossintetizantes ▪ ANIMAIS Multicelulares eucarióticos heterotróficos CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa BLOCO 2. SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ Estabelecimento de parentesco ancestral ou relações de parentesco ▪ Ideia de diagrama ramificado baseada na teoria da Evolução I think CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ Estabelecimento de parentesco ancestral ou relações de parentesco ▪ Ideia de diagrama ramificado baseada na teoria da Evolução G er aç õ es CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ Estabelecimento de parentesco ancestral ou relações de parentesco ▪ Ideia de diagrama ramificado baseada na teoria da Evolução CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ Estabelecimento de parentesco ancestral ou relações de parentesco ▪ Ideia de diagrama ramificado baseada na teoria da Evolução CD CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA ▪ Ideia de diagrama ramificado baseada na teoria da Evolução B é grupo-irmão de C em relação a A CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA ▪ Características compartilhadas permite agrupar os organismos ▪ Características exclusivas permite diferenciar os organismo ▪ Características primitivas mais antigas, presentes no ancestral dos grupos ▪ Características derivadas levam ao surgimento de novos grupos (espécies) CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA ▪ Podemos agrupar os organismos conforme suas características compartilhadas ▪ Podemos diferenciar os organismos a partir de suas características exclusivas ▪ F é grupo-irmão de G em relação a E. ▪ O grupo (EFG) é grupo-irmão de D em relação a C. ▪ O grupo (EFGDC) é grupo-irmão de B em relação a A. CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA ▪ Grupos monofiléticos: compreendem um ancestral e todos os seus descendentes ▪ Grupo não natural (polifilético): reúnedescendentes de ancestrais diferentes. Observe que os nós que dão origem às linhagens são diferentes. ▪ Grupo não natural (parafilético): compreende quase todos os descendentes de um único ancestral, mas exclui uma linhagem. CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA ▪ Compartilhamento de características que possuem a mesma origem sugerem ancestralidade comum ▪ Esse tipo de semelhança chama-se homologia e resulta em evolução divergente ▪ Compartilhamento de características que servem ao mesmo propósito, porém que não compartilham a mesma origem sugerem surgimento independente ▪ Esse tipo de semelhança chama-se analogia e resulta em evolução convergente BLOCO 3. CONSTRUINDO UMA ÁRVORE FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA A. Todos possuem vértebras B. Alguns possuem quatro membros C. Alguns produzem ovos amnióticos D. Alguns têm pelos, outros têm escamas e outros têm penas E. Alguns têm glândulas mamárias F. Alguns dão à luz animais jovens vivos e outros põem ovos CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA A. Todos possuem vértebras B. Alguns possuem quatro membros C. Alguns produzem ovos amnióticos D. Alguns têm pelos, outros têm escamas e outros têm penas E. Alguns têm glândulas mamárias F. Alguns dão à luz animais jovens vivos e outros põem ovos CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ÁRVORE FILOGENÉTICA CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CARL WOESE, 1977 ▪ Apresentou a categoria taxonômica domínio, baseando-se na análise de moléculas de RNA presentes nos seres vivos ▪ Um domínio é um táxon maior e mais inclusivo que o reino CLASSIFICAÇÃO BIOLÓGICA Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa LYNN MARGULIS e KARLENE SCHWARTZ, 1982 ▪ Bacteria e Arqueia são os antigos moneras ▪ “Protoctistas” são organismos eucariontes uni ou pluricelulares, que formam um grupo não natural (não monofilético), uma vez que compreende integrantes não descendem da mesma linhagem ▪ Fungos são um grupo de organismos eucariontes, uni ou pluricelulares, que se nutrem a partir da absorção de matéria orgânica ▪ Animais reúnem os organismos eucariontes, pluricelulares, heterótrofos e não- fotossintetizantes ▪ Plantas reúnem os organismos eucariontes, pluricelulares e fotossintetizantes E os vírus? BLOCO 4. VÍRUS VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ▪ Apresentam organização estrutural, mas não celular ▪ Apresentam código genético igual a todos os organismos ▪ .Não crescem ▪ .Não se reproduzem do modo como entendemos a reprodução ▪ .Não respondem a estímulos ambientais ▪ .Não possuem metabolismo próprio ▪ Parasitas intracelulares obrigatórios ▪ Pequenos agentes infecciosos acelulares ▪ Que possuem 1 ou + moléculas de ácidos nucleicos ▪ Os quais podem se apresentar como fita simples ou dupla ▪ Além de apresentarem proteínas VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa ESTRUTURA BÁSICA ▪ Ácido nucleico: DNA ou RNA ▪ Capsídeo: protege o material genético, além de reconhecer e atacar diferentes tipos de células. ▪ Envelope: derivado de membranas com proteínas modificadas pelo vírus ▪ Espículas ou Peplômeros: fixação nas superfícies celulares VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CICLO VIRAL ▪ Ácido nucleico: DNA ou RNA VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CICLO VIRAL VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CLASSIFICAÇÃO Os vírus também são classificados dentro de grupos taxonômicos, seguindo uma regra particular de classificação que apresenta a seguinte estrutura: ▪ Ordem (-virales) ▪ Família (-viridae) ▪ Subfamília (-virinae) ▪ Gênero (-virus) ▪ Espécie Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus: estabelece regras de classificação e nomenclatura VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CLASSIFICAÇÃO • Vírus DNA dupla fita (dsDNA) • Vírus DNA fita simples (ssDNA) • Vírus RNA dupla fita (dsRNA) • Vírus RNA fita simples senso positivo (+ ssRNA) • Vírus RNA fita simples senso negativo (- ssRNA) Vírus de fita dupla utilizam cada uma das duas fitas para gerar suas respectivas cópias complementares. Vírus de fita simples precisam produzir uma fita complementar ao genoma, que posteriormente servirá de molde para a síntese do material genético. VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CLASSIFICAÇÃO • Vírus DNA dupla fita (dsDNA) • Vírus DNA fita simples (ssDNA) • Vírus RNA dupla fita (dsRNA) • Vírus RNA fita simples senso positivo (+ ssRNA) • Vírus RNA fita simples senso negativo (- ssRNA) VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa CLASSIFICAÇÃO • Vírus DNA dupla fita (dsDNA) • Vírus DNA fita simples (ssDNA) • Vírus RNA dupla fita (dsRNA) • Vírus RNA fita simples senso positivo (+ ssRNA) • Vírus RNA fita simples senso negativo (- ssRNA) • Vírus RNA com transcrição reversa (ssRNA-RT) transcriptase reversa integrase VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa POR QUE OS VÍRUS MUTAM TANTO? ▪ A capacidade de um vírus causar doenças é chamada de virulência ▪ Estas doenças podem ser tratadas por medicamentos antivirais ou por vacinas ▪ Alguns vírus são resistentes ao tratamento, como o vírus Influenza (da gripe) ▪ Apresentam alta variabilidade genética ▪ A variação vem de duas fontes principais: a recombinação e a mutação VÍRUS Classificação Biológica e Virologia – Profª Bruna Klassa POR QUE OS VÍRUS MUTAM TANTO? ▪ A capacidade de um vírus causar doenças é chamada de virulência ▪ Estas doenças podem ser tratadas por medicamentos antivirais ou por vacinas ▪ Alguns vírus são resistentes ao tratamento, como o vírus Influenza (da gripe) ▪ Apresentam alta variabilidade genética ▪ A variação vem de duas fontes principais: a recombinação e a mutação 1. Uma alta taxa de mutação gera grande variação genética na população de vírus HIV no paciente. 2. Muitas vírus mutantes não se reproduzirão. 3. Algumas mutações ajudam os vírus a se replicar em condições específicas 4. Surgimento da resistência a uma droga BLOCO 5. EXERCÍCIOS Atualmente, os seres vivos são classificados em três domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya. Todos os eucariotos estão incluídos no domínio Eukarya, e os procariotos estão distribuídos entre os domínios Bacteria e Archaea. Estudos do DNA ribossômico mostraram que os procariotos do domínio Archaea compartilham, com os eucariotos, sequências de bases nitrogenadas, que não estão presentes nos procariotos do domínio Bacteria. Esses resultados apoiam as relações evolutivas representadas na árvore (FUVEST SP/2016) A figura representa uma hipótese das relações evolutivas entre alguns grupos animais. De acordo com essa hipótese, a classificação dos animais em Vertebrados e Invertebrados (FUVEST SP/2013) a) está justificada, pois há um ancestral comum para todos os vertebrados e outro diferente para todos os invertebrados. b)não está justificada, pois separa um grupo que reúne vários filos de outro que é apenas parte de um filo. c) está justificada, pois a denominação de Vertebrado pode ser considerada como sinônima de Cordado. d)não está justificada, pois, evolutivamente, os vertebrados estão igualmente distantes de todos os invertebrados. e) está justificada, pois separa um grupo que possui muitos filos com poucos representantes de outro com poucos filos e muitos representantes. Os vírus são entidades biológicas acelulares, no entanto, precisam das células parase reproduzir. Assim, são parasitas intracelulares obrigatórios de bactérias, protozoários, algas, fungos, plantas e animais. Acerca das características dos vírus, analise as afirmativas abaixo. 1)Quando estão fora das células hospedeiras, os vírus não se multiplicam nem apresentam qualquer tipo de atividade metabólica. 2)O genoma viral é o conjunto de genes que contém o ácido desoxirribonucleico e o ácido ribonucleico de um vírus. 3)Os vírus possuem ácidos nucleicos semelhantes aos dos demais seres vivos e utilizam o mesmo sistema de codificação genética que o das demais formas de vida. 4)Um dos modos de penetração dos vírus na célula hospedeira é por endocitose, como ocorre com o vírus da gripe. Estão corretas, apenas: a)1, 3 e 4. b) 1, 2 e 3. c) 3 e 4. d) 2 e 4. e) 1 e 4. (FPS PE/2019) Em relação aos vírus, escreva V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações: ( )Os vírus são conjuntos de genes capazes de transferir-se de uma célula para outra alterando seu funcionamento. ( )Assim como as células, o vírus se origina de outro vírus. ( )O genoma viral pode ser de RNA ou de DNA, em cadeia simples ou dupla. ( )Os vírus apresentam maquinaria para sintetizar macromoléculas e mecanismos para utilizar energia. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a)V, F, V, F. b)F, V, V, V. c) F, V, F, V. d)V, F, F, F. (UECE/2019) Os vírus são parasitas obrigatórios de seres vivos, morfologicamente muito simples, que têm como material genético DNA ou RNA. Analise o desenho esquemático abaixo. Numere, em conformidade com o esquema acima, as diversas fases cumpridas pelos vírus ao invadir uma célula. ( )Replicação do DNA viral. ( )Montagem de novos vírus. ( )Ataque do vírus a célula bacteriana. ( )Penetração do DNA. ( )Lise celular. A sequência correta, de cima para baixo, é: a)1, 5, 2, 3 e 4. b)2, 3, 4, 1 e 5. c) 5, 1, 4, 2 e 3. d)3, 4, 1, 2 e 5. e)4, 1, 3, 5 e 2. (FPS PE/2018) A partir da década de 90, foi proposta a classificação dos seres vivos em 3 domínios: Archaea, Bacteria e Eukarya. Sobre esses seres vivos, considere o quadro abaixo. Assinale a alternativa que, completando o quadro, contém a sequência de palavras que substitui corretamente os números de 1 a 4, de acordo com algumas das principais características de cada um desses grandes grupos. a)ausente – ausentes – sim – sim b)ausente – presentes – sim – sim c) ausente – ausentes – sim – não d)presente – presentes – não – sim e)presente – ausentes – não – não (UFRGS/2018) Estima-se que até 100 milhões de diferentes espécies vivas dividem este mundo com você. Toda essa diversidade é classificada em categorias taxonômicas hierárquicas. Assinale a opção que corresponde às principais categorias taxonômicas em ordem decrescente de hierarquia. a) domínio – reino – filo – ordem – classe – família – gênero – espécie b) espécie – gênero – família – classe – ordem – filo – reino – domínio c) domínio – reino – filo – classe – ordem – família – gênero – espécie d) espécie – gênero – família – ordem – classe – filo – reino – domínio (UECE/2019) Analise a organização dos seguintes grupos animais. Classe: Aves Família: Psittacidae Espécie: Anodorhynchus hyacinthinus (arara-azul-grande) Espécie: Anodorhynchus glaucus (arara-azul-pequena) Espécie: Ara ararauna (arara-canindé) Espécie: Ara macao (araracanga) Espécie: Amazona aestiva (papagaio verdadeiro) Espécie: Amazona brasiliensis (papagaio-da-cara-roxa) A taxonomia dos grupos listados compreende a)três gêneros e seis espécies, pertencentes à mesma Ordem. b)dois gêneros e seis espécies, pertencentes à mesma Família. c) três gêneros e seis espécies, pertencentes a Filos diferentes. d)três gêneros, três espécies e seis subespécies, pertencentes à mesma Classe. e)dois gêneros e três espécies, pertencentes a subespécies diferentes. (IBMEC SP Insper/2019) O cladograma hipotético, a seguir, representa um diagrama que indica relações de parentesco entre 10 espécies recentes de seres vivos. SANTOS, C. M. D. Os dinossauros de Henning: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae zudia, São Paulo, v.6, n.2, 2008. p. 179-200. (Adaptado). Há quantos grupos monofiléticos supraespecíficos existentes para esses táxons? a)8. b)7. c) 9. d)6. (UFU/2019) OBRIGADA Prof. Bruna Klassa @profbrunaklassa Tchau! E até a próxima.