BIOLOGIA CELULAR 2 ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CELULAS

Prévia do material em texto

BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
Prof ª Me. Richelly Teixeira
richelly.teixeira@gmail.com
BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
Na aula de hoje ... 
ORIGEM E EVOLUÇÃO CELULAR
REFERÊNCIAS BÁSICA
RAVEN, P.H., EVERT, R.F. & EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal, 7a. ed. Coord. Trad. J.E.Kraus. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. 2007. 
TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. 8° edição. Porto Alegre-RS. Artmed, 2005. 
Origem e evolução celular
Célula 
BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
do latim cellula = pequeno compartimento
1665 – ROBERT HOOKE
Biologia Celular ou Citologia
_________________________________________________________________________________________________________________________ 
Cito = célula 
 logos = estudo
Citologia
Seu desenvolvimento como ciência só foi possível com o desenvolvimento dos microscópios. 
As primeiras observações (Hooke)
Uma das descobertas mais importantes na história da biologia ocorreu em 1665, por um Inglês chamado Robert Hooke: 
A Célula
 Hooke relatou, ao observar uma fatia de cortiça, que as menores unidades vivas eram “pequenas celas” ou células.
História da Biologia Celular
___________________________________________________________________________________________________________
BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
Mathias Schleiden
 (1804-1881) 
 
Theodor Schwann 
 (1810-1882) 
Rudolph Virchow 
 (1821-1902)
Botânico 
Zoólogo 
Teoria celular
BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
“Todos os seres vivos são constituídos por células”
“As células são as unidades morfológicas e funcionais dos seres vivos”
“Uma célula só se origina de outra preexistente”
Mas e os vírus ?
BIOLOGIA CELULAR
_______________________________________________________________________________________________________________________________
São acelulares (proteína e ácido nucleico)
Não possuem metabolismo fora da célula hospedeira 
Parasita intracelular obrigatório;
Incapacidade de crescer e se dividir autonomamente.
Dependem da célula hospedeira para replicação.
Dependem da célula hospedeira para executar funções vitais.
Ausência de informação para produção de enzimas do ciclo energético
9
Origem da vida
BIOLOGIA CELULAR
______________________________________________________________________________________________________________________________
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
BIOLOGIA CELULAR
______________________________________________________________________________________________________________________________
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
Origem da vida
	Sabe-se que desde a Antiguidade, dentro da inquietude humana, o homem busca desvendar esse mistério...
... Onde e quando tudo começou!
Biogênese vs Abiogênese 
	
	Até meados do século XIX cientistas acreditavam que os seres vivos eram gerados espontaneamente da matéria bruta – Abiogênese.
Esta hipótese passou então a ser contestada pelo cientistas que acreditavam que a vida só originava-se de vida – Biogênese 
ORIGEM DA VIDA
___________________________________________________________________________________________
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
Abiogênese – 
A = não
Bio = vida
Gênese = origem
Bio = vida
Gênese = origem
Biogênese – 
 Francesco Redi (1626-1697)
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Biogênese x abiogênese 
Biólogo italiano. Conhecido pelo seu experimento realizado em 1668 que se considera um dos primeiros passos para a queda da abiogênese. 
 O experimento de Redi (1668)
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Francesco Redi
 Redi percebeu a visitação de moscas nos frascos abertos, o que sugeria que provavelmente as larvas eram alguma fase de vida desse animal e não que as larvas surgiam a partir da carne. Esse experimento foi, sem dúvidas, um grande avanço para a aceitação da biogênese.
As larvas só surgiram nos frascos abertos
Forte golpe no antigo conceito de que grandes formas de vida poderiam surgir de formas não-vivas. 
No entanto, muitos cientistas ainda acreditavam que pequenos organismos eram suficientemente pequenos para serem gerados espontaneamente a partir da matéria bruta.
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Francesco Redi
Needham vs Spallanzani
Needham (1745) - considerou que os microrganismos desenvolviam-se espontaneamente a partir de soluções nutritivas;
Spallanzani (1785) - Repetiu o experimento de Needham, porém lacrou os frascos anterior a fervura do caldo. (Não houve crescimento microbiano)
	Needham respondeu dizendo que Spallanzani havia destruído a FORÇA VITAL necessária para a geração espontânea.
	As observações de Spallanzani foram criticadas com base no fato de que não havia Oxigênio suficiente para sustentação da vida.
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
A teoria da Biogênese
Rudolf Virchow (1858) – sugeriu o conceito de Biogênese.
	
“Células vivas podem surgir somente a partir de células vivas preexistentes”.
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Rudolf Virchow 
Louis Pasteur (1822-1895)
Os argumentos sobre a Abiogênese continuaram até 1861, quando a questão foi resolvida pelo cientista francês Louis Pasteur.
Comprovou definitivamente que os microrganismos surgem a partir de outros preexistentes;
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Biogênese x abiogênese 
História da microbiologia
___________________________________________________________________________________________________________
Louis Pasteur (1860)
...Mas se um ser vivo surge a partir de outros preexistentes (biogênese), quando e onde surgiu o primeiro ser vivo?
BIOLOGIA CELULAR
______________________________________________________________________________________________________________________________
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
Origem da célula está intimamente relacionado com a origem da vida no planeta Terra.
PRINCIPAIS TEORIAS
Criacionismo
Panspermia 
Origem por evolução química
ORIGEM DA VIDA
___________________________________________________________________________________________
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
Teoria de Oparin e Haldane
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
______________________________________________________________________________
Evolução química
Condições da Terra primitiva
Atividade vulcânica intensa
Elevada temperatura 
Elevada radiação solar
Muitas tempestades (relâmpagos)
Teoria de Oparin e Haldane
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
______________________________________________________________________________
Evolução química
PROBIONTE
A evolução do metabolismo
Hipótese heterotrófica 
Hipótese autotrófica (assoalhos marinhos)
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
______________________________________________________________________________
Evolução química
Fermentação
FotossínteseRespiração
CO2
O2
Quimiossintese
Fermentação
Fotossíntese
Respiração
1ª grande extinção
Os experimentos de Miller
Stanley Miller – 1953
Comprovou Teoria de Oparin e Haldane;
Produziu aminoácidos
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA
______________________________________________________________________________
Evolução química
Célula
Teoria auto gênica
Surgimento da membrana nuclear;
Organelas membranosas
Reticulo endoplasmático
Lissosomos
Complexo de Golgi 
EVOLUÇÃO DA CÉLULA
______________________________________________________________________________
O surgimento de células mais complexas
ancestral
Teoria da endossimbiose
Célula ancestral
Origem da célula Eucarionte 
Dupla membrana
Auto duplicação
DNA circular
RNA e Ribossomos
Origem das mitocôndrias e cloroplastos
Padrões celulares
Fonte: Madigan et al. (2016). Estrutura da célula microbiana. (a) Diagrama de uma célula procariota: Heliobacterium (b) Diagrama de uma célula eucariota: Saccharomyces cerevisiae
Linnaeus:
1866
1735
Advento da microscopia
eletrônica
Murray
1968
1969
Desde os tempos de Aristóteles, os organismos vivos eram
classificados de duas maneiras, como plantas ou como animais.
Em 1735, o botânico sueco Carolus Linnaeus apresentou um sistema
formal de classificação dividindo os organismos vivos em
dois reinos – Plantae e Animalia. Ele utilizou nomes em latim para
estabelecer uma “linguagem” comum para a sistemática. Contudo,
à medida que as ciências biológicas se desenvolveram, os biólogos
começaram a procurar por um sistema de classificação natural –
um sistema que agrupasse os organismos com base nas suas relações
ancestrais e permitisse ver a organização da vida. Em 1857,
Carl Von Nägeli, um contemporâneo de Pasteur, propôs que as bactérias
e os fungos fossem colocados no reino das plantas. Em 1866,
Ernest Haeckel propôs o reino Protista para incluir bactérias, protozoários,
algas e fungos. Devido às discordâncias sobre a definição
de protista, durante os 100 anos seguintes, os biólogos continuaram
a seguir a classificação de von Nägeli, que colocava as bactérias e
os fungos no reino das plantas. É irônico que o sequenciamento
recente do DNA tenha posicionado os fungos mais próximos dos
31
 Os três domínios
Até 1977 – Procariotos ditos como o seres mais primitivos;
Em 1978 – Carl R. Woese propôs a evolução de um ancestral comum. 
Elevou os três tipos de células para um nível acima de reino, chamado de domínio.
os ribossomos não são os mesmos em todas as células;
Arranjo ou sequência de nucleotídeos; 
Eucarioto: Eukarya
Procarioto: Bacteria
Achaea
Os organismos são classificados pelo tipo de células nos três domínios:
Neste esquema amplamente aceito, animais, plantas, fungos
e protistas são reinos do domínio Eukarya. O domínio Bacteria
inclui todos os procariotos patogênicos, assim como muitos dos
procariotos não patogênicos encontrados no solo e na água. Os
procariotos fotoautotróficos também estão nesse domínio. O domínio
Archaea inclui procariotos que não têm peptideoglicana nas
suas paredes celulares e que frequentemente vivem em ambientes
extremos e realizam processos metabólicos incomuns. Archaea inclui
três grupos principais:
relação evolutiva entre os três domínios é assunto da pesquisa
atual dos biólogos. Originalmente, achava-se que as arquibactérias
eram o grupo mais primitivo, enquanto as bactérias
foram tidas como mais relacionadas aos eucariotos. Contudo, estudos
de rRNA indicam que o ancestral universal dividiu-se em
três linhagens. Essa divisão levou a Archaea, Bacteria e ao que
finalmente tornou-se o nucleoplasma dos eucariotos. Os fósseis
mais antigos conhecidos são os restos de procariotos que viveram
há mais de 3,5 bilhões de anos. As células eucarióticas evoluíram
mais recentemente, em torno de 1,4 bilhão de anos. De acordo
com a teoria endossimbiótica, as células eucarióticas evoluíram a
partir de células procarióticas vivendo uma dentro da outra, como
endossimbiontes (veja o Capítulo 4, página 106). Na verdade, as
similaridades entre as células procarióticas e as organelas eucarióticas
fornecem evidências fortes a favor dessa relação endossimbiótica
(Tabela 10.2)
33