As células

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A célula: origem e evolução 
A EMERGÊNCIA DA VIDA – 
ESTADO DA ARTE 
 As coisas mais simples que podemos chamar de “vida” devem 
ter se desenvolvido como agregados de moléculas complexas. 
 Ninguém ainda sintetizou vida em laboratório. 
 Embora seja possível pensar que a vida originou-se mais de 
uma vez, temos boas razões para acreditar que todos os seres 
vivos que nós conhecemos evoluíram a partir de um ancestral 
comum. Isso por que eles compartilham determinadas 
características; entre elas: 
 a. Síntese e utilização de isômeros L de aminoácidos como 
blocos de construção de proteínas. 
 b. Universalidade do código genético e da maquinaria de 
síntese de proteínas. 
 
 O ancestral comum 
Environmental parameter type definition examples 
temperature hyperthermophile 
thermophile 
mesophile 
psychrophile 
growth >80°C 
growth 60-80°C 
15-60°C 
<15°C 
Pyrolobus fumarii, 113°C 
Synechococcus lividis 
Homo sapiens 
Psychrobacter, some insects 
radiation Deinococcus radiodurans 
pressure barophile 
piezophile 
Weight loving 
Pressure loving 
unknown 
For microbe, 130 MPa 
vacuum tolerates vacuum 
(space 
devoid of 
matter) 
tardigrades, insects, microbes, seeds. 
desiccation xerophiles anhydrobiotic Artemia salina; nematodes, microbes, fungi, 
lichens 
salinity halophile Salt loving (2-5 M 
NaCl) 
Halobacteriacea, Dunaliella salina 
pH alkaliphile 
 
acidophile 
pH >9 
 
low pH loving 
Natronobacterium, Bacillus firmus OF4, 
Spirulina spp. (all pH 10.5) 
Cyanidium caldarium, Ferroplasma sp. (both pH 
0) 
oxygen tension anaerobe 
microaerophil 
aerobe 
cannot tolerate O2 
tolerates some O2 
requires O2 
Methanococcus jannaschii 
Clostridium 
Homo sapiens 
chemical extremes gases 
metals 
Can tolerate high 
concentratio
ns of metal 
(metalotolera
nt) 
Cyanidium caldarium (pure CO2) 
Ferroplasma acidarmanus(Cu, As, Cd, Zn); 
Ralstonia sp. CH34 (Zn, Co, Cd, Hg, Pb) 
 Os extremófilos 
Os domínios... 
 Os reinos.... 
CENÁRIOS DE APARECIMENTO E EVOLUÇÃO 
DAS FORMAS PRIMORDIAIS DE VIDA. 
 O cenário da Terra primitiva; 
 Em busca de explicações para a origem da vida; 
 As idéias de Oparin & Haldane 
 O experimento de Miller & Urey 
 O aparecimento e evolução das formas primordiais; 
 O mundo dos RNA´s 
 Sistemas de auto-replicação 
 As primeiras evidências de vida prebiótica; 
 As mudanças no ambiente terrestres; 
 O aparecimento e evolução dos eucariotas 
Em quais condições a vida surgiu? 
A Terra primitiva 
Estromatólitos(Cianobactérias = 3,4-3,5 
bilhões anos) nos sedimentos 
carbonários de Shark Bay, Austrália. 
Escala do tempo geológico 
Procurando explicações - 1 
 Aleksander Oparin (1894-1980), bioquímico russo. 
Propôs que formação de compostos albuminóides 
primitivos (os coacervados) representa uma etapa 
importante na origem da vida. 
Os coacervados foram 
produzidos experimental em 
1932: gelatina + goma 
arábica; 
 
Segundo Oparin, as gotas 
de coacervados absorveram 
os compostos orgânicos, 
aumentaram em massa e 
volume e, facilitaram as 
reações de condensação e 
polimerização. 
Procurando explicações - 2 
 John Burdon Sanderson Haldane (1892-
1964), bioquímico britânico 
Primitive 
atmosphere 
Reducing, composed of carbon dioxide, ammonia 
and water vapor Carbon dioxide 
Source of carbon for 
life 
Atmosphere, then oceans Synthesis of increasingly 
complex organic molecules in presence of 
ultraviolet light 
Site of prebiotic 
evolution 
Reducing, composed of carbon dioxide, ammonia 
and water vapor Carbon dioxide 
Mechanism 
Atmosphere, then oceans Synthesis of increasingly 
complex organic molecules in presence of 
ultraviolet light 
O problema ovo/galinha: quem surgiu 
primeiro, os ácidos nucléicos ou proteínas? 
ácido fórmico, glicina, ácido 
glicólico, alanina, ácido láctico, 
beta-alanina, ácido propiônico, 
ácido acético, uréia, outros 
compostos orgânicos. 
Experimento de Miller em 1953 
10% do C foi 
incorporado nas 
pequenas moléculas; 
2% do C foi 
incorporado em AA 
Meteorito de Murchison 
Foi encontrado 
Aminoácido! 
O mundo dos RNA’s 
Em 1983 Thomas R. 
Cech da Universidade 
do Colorado e Sidney 
Altman da 
Universidade de Yale 
descobriram as 
Ribozimas 
Sistemas autoreplicantes 
Evolução da vida e suas 
consequências 
Evidências de uma 
atmosfera redutora 
 Rochas com minerais não oxidados, os 
quais são facilmente oxidados hoje, 
 Os teores de oxigênio das rochas do 
Pré-cambriano mostram apenas cerca 
de 2% de O2 dos valores atuais; 
 Os fósseis celulares prebióticos 
apresentam uma organização 
metabólica anaeróbica; 
Atmosfera oxidante: 
conseqüências 
 Formação da camada de ozônio; 
 Aparecimento das células eucariotas 
aeróbicas 
 Teoria da endosimbiose de Lynn Margulis; 
 Fosforilação oxidativa; 
 Desenvolvimento do sistema de defesa 
antioxidante; 
 Reprodução por mitose e meiose. 
Mudança na atmosfera 
terrestre – oxigênio 
LEITURAS RECOMENDADAS 
 DAVIES, P. 2000. O quinto milagre. Em busca da 
origem da vida. São Paulo: Companhia das Letras 
 FORTEY, R. 2000. Vida: uma biografia não-
autorizada. Rio de Janeiro: Record. 
 MARGULIS, L. 2001. O planeta simbiótico. Rio de 
Janeiro: Rocco. 
 RIVAL, M. 1997. Os grandes experimentos científicos. 
Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor. (Pp. 66-68 – “Do 
vitalismo à química orgânica”. Pp. 86-89 – “Os 
micróbios contra a geração espontânea”. Pp. 153-155 
– “Sintetizar a vida”.)