Origem das células

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LEONARDO TAMIÃO BELUZZO 
A ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS 
 
 
LONDRINA - PARANÁ 
2020 
 
1. A ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS 
 
 
1.1. Como se deu a origem dos compostos orgânicos 
 
Em 1920 surgiu-se a primeira especulação de quando e como a vida surgiu 
na Terra. Tudo indica que a vida se formou há 3,8 bilhões de anos, ou seja, 
cerca de 750 milhões de anos após a Terra ser formada. 
Essa ideia defende que as condições primitivas da Terra estimularam a 
formação das primeiras moléculas orgânicas, sendo que estas eram simples. 
As condições atmosféricas onde estas moléculas se originaram eram 
completamente diferentes das atuais. Visto que havia baixas concentrações 
de gás oxigênio e abundância de outros gases como CO2, N2, H2, H2S, 
entre outros. Ou seja, havia um mar de abundantes variações de elementos 
químicos e compostos simples inorgânicos. 
Sendo assim, moléculas inorgânicas, em contato com a luz solar e 
descargas elétricas culminaram na síntese espontânea das primeiras 
moléculas orgânicas. Assim como demonstrado, pela primeira vez, por 
Stanley Miller, em 1950. 
 
Mas como isso aconteceu? 
A temperatura da superfície terrestre da época 
permitiu que o vapor da água, também presente na 
superfície, entrasse em contato com compostos 
como CH4, NH3 e H2 da atmosfera. Após isso, 
descargas elétricas, decorrentes das condições 
primitivas do planeta, permitiram que houvessem um 
ganho energético, garantindo a síntese destes 
compostos inorgânicos em orgânicos. Formando 
aminoácidos alanina e glicina, ureia, ácido lático, 
acético e fórmico. 
Após isso, devido à alta afinidade do átomo de 
carbono com si mesmo, garantiu a existência de 
ligações destes compostos orgânicos entre si, 
formando macromoléculas, que são ligações em 
cadeias (polímeros) destes compostos. Conhecidos 
como polissacarídeos ou proteínas. 
 
 
 
 
Em seguida, tivemos a formação dos primeiros ácidos nucleicos – o RNA. 
Compostos que, devido à sua composição e afinidade em manter sua 
estrutura e suas características, além de servirem de moldes para auto 
replicação (através do pareamento e afinidade de suas bases nitrogenadas), 
são capazes de originar novas cópias. 
 
 
1.2. A origem das primeiras células 
 
Pelo que tudo indica, a origem da primeira célula se deu através da 
involução de um RNA auto replicante em uma membrana composta por 
fosfolipídios. O que, até nos dias de hoje, são componentes básicos e 
essenciais para as células, tanto eucarióticas quanto procarióticas. 
A principal característica destas membranas fosfolipídicas é o seu caráter 
anfifílico (ou anfipáticas). O que significa que parte de sua estrutura é solúvel 
em água (hidrofílica) e sua outra parte insolúvel (hidrofóbica). Sendo que a 
parte insolúvel corresponde aos hidrocarbonetos e a parte solúvel os grupos 
de fosfato. 
 
 
 
 
A principal função da membrana fosfolipídica não era apenas de envolver 
o RNA auto replicante como também garantir sua proteção. Visto que, 
quando colocada em contato com a água, agrega-se formando uma 
bicamada. Isso faz com que o meio exterior da célula se separe do meio 
interior. 
Nisso, o RNA já era capaz de codificar e sintetizar proteínas, ao qual se 
mantinham juntas com o mesmo envolvido pela membrana. 
 
 
1.3. A origem do caráter heterotrófico das células 
 
Todas as células necessitam obter energia para a síntese de proteínas e 
para auto replicação. Até hoje, todas as células utilizam ATP (adenosina 
trifosfato) como fonte energética. 
No entanto, durante a fase anaeróbica da atmosfera terrestre, as células 
captavam energia através da quebra de moléculas orgânicas, transformando 
glicose, por exemplo, através do processo de fermentação, em ácido lático. 
Esse processo permitia haver um ganho energético liquido de ATP durante 
essa quebra, onde essa energia era usada para realizar as funções celulares. 
A adesão da glicose e outros compostos orgânicos como essência ao 
metabolismo celular permitiu que, no futuro, as células poderiam usar desta 
mesma fonte energética para realizar outras reações celulares. Garantindo, 
o caráter multifuncional e evolutivo das células. 
Acredita-se que a próxima etapa evolutiva, que tirou proveito deste mesmo 
meio para intensificar e aprimorar o ganho de ATP, foi a fotossíntese. O que, 
no futuro, garantiu à vida a independência de compostos orgânicos para a 
geração de energia. 
 
 
1.4. O início da fotossíntese 
 
Estima-se que o caráter fotossintético das células se desenvolveu há 
mais de 3 bilhões de anos. A função da fotossíntese, além de garantir energia 
para as células, é de captar energia da luz solar para promover a síntese de 
moléculas orgânicas, como a glicose, com essa energia. Sem depender da 
disposição de moléculas orgânicas que já estavam pré-sintetizadas pelo 
ambiente em que estas células se encontravam. 
No entanto, a fotossíntese primitiva era completamente diferente da que 
conhecemos hoje, o que faz com que reste apenas algumas bactérias que 
ainda utilizam a fotossíntese primitiva. 
 
Antes, diferente do modelo de fotossíntese mais abundante atualmente, 
a que utiliza luz solar, as células utilizavam elementos como H2S para 
transformar CO2 em compostos orgânicos. 
Em seguida, as células obtiveram a capacidade de usar H2O como 
doadores de elétrons e hidrogênio para a síntese de compostos orgânicos. 
O que garantiu, no futuro, como produto destas reações, a abundancia na 
atmosfera terrestre de O2, o que foi muito importante para a vida em 
evolução e para os seres vivos atuais. 
Com isso, devido à grande existência de gás oxigênio na atmosfera 
terrestre, novas formas de geração de energia se desenvolveu – o 
metabolismo oxidativo. Esse novo tipo de captação energia permitia que 
moléculas orgânicas, como a glicose, sofressem reações analíticas, sendo 
transformadas em CO2 e H2O. Nessa decomposição de moléculas 
orgânicas, havia um grande ganho de ATP, 36-38 moléculas de Adenosina 
Trifosfato. Diferente do metabolismo anaeróbio, que havia um rendimento de 
apenas 2 ATP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.5. Células procarióticas – as primeiras bactérias 
 
O primeiro modelo de células que se desenvolveu foram as procarióticas. 
Devido as condições ambientais em que as mesmas se encontravam, elas 
possuíam muita resistência a altas temperaturas e acidez. No entanto, 
atualmente predominam as que sobrevivem num ambiente semelhante ao 
nosso. 
Diferente dos organismos que as sucederam evolutivamente, os 
procariotos são considerados simples e incapazes de agrupar à outras 
células idênticas. Ou seja, são unicelulares. Porém, por mais que seja 
relativamente considera simples, esse tipo celular possui, em média, 2,5 
milhões de pares de bases nitrogenadas – o que garante a codificação de 
até 5 mil tipos de proteínas diferentes. 
As bactérias procariontes são divididas em arqueobactérias (as 
pioneiras, mais simples e resistentes) e as eubactérias (mais recentes, um 
 
pouco mais complexas e habitam ambientes semelhantes aos atuais da 
Terra). 
As bactérias procariontes possuem a forma de um bastonete e sua 
estrutura essencial que a compõe são: parede celular, membrana 
plasmática, citoplasma, ribossomos e o DNA circular (nucleóide – que não é 
envolvido por um núcleo, ficando suspenso no citoplasma). 
 
 
 
 
1.6. Células eucarióticas – os organismos multicelulares 
 
As principais características das células eucarióticas, que as diferem das 
procarióticas, é a presença de um núcleo com DNA linear, diversas organelas 
citoplasmáticas, citoesqueleto e um volume de aproximadamente mil vezes 
maior que os das procarióticas. Além disso, a variedade de organelas 
citoplasmáticas nesse tipo celular resulta num alto grau de diferentes 
atividades metabólicas. 
Em relação as funções que estas organelas exercem dentro das célulaspodemos citar que as responsáveis pelo metabolismo energético são as 
mitocôndrias e os cloroplastos. As mitocôndrias são responsáveis pelo 
metabolismo oxidativo, e representam o maior número de produção de ATP 
através da quebra de moléculas orgânicas; já os cloroplastos, presentes nas 
células vegetais, são essenciais para a fotossíntese celular – que transforma 
moléculas inorgânicas em orgânicas através da luz solar. Contudo, teoriza-
se que estes dois tipos de organelas, no passado, eram organismos 
procariontes e se fixaram nas células eucariontes através de uma relação de 
 
simbiose. Visto que ambas possuem tamanhos de procariotos, possuem 
DNA próprio e reproduzem-se por divisão binária. 
Também temos os lisossomos e os peroxissomos, que é responsável 
pela decomposição de macromoléculas no interior da célula e pela oxidação 
de compostos, respectivamente. 
Já o retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são responsáveis 
pelo transporte, secreção e incorporação de proteínas na célula, 
basicamente controlando o que entra e o que sai. Além disso, o complexo de 
Golgi realiza a síntese de lipídios e, nas células vegetais, de polissacarídeos 
que compõem a parede celular. 
O citoesqueleto realiza a função estrutural da célula, determinando seu 
formato, as posições das organelas no citoplasma e responsáveis pelas 
movimentas celulares, como a contração muscular. 
Além disso, os vacúolos, presentes nas células vegetais, controla a 
entrada de saída de água no interior da célula. Garantindo a atividade 
osmótica e a sobrevivência celular em meio seco ou muito úmidos 
 
CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
COOPER, Geoffrey; HAUSMAN, Robert. A Célula: Uma abordagem molecular. 
3 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. 
DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Bases da biologia celular e molecular. 3 ed. 
Guanabara Koogan, 2006. 
MOROZIN, Dimas. A Origem da Vida e a Química Prébiótica. Londrina, v. 25, n. 
1. UEL, 2004. Disponível em: 
http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/semexatas/article/view/1555/1306. 
Acesso em: 29 mar de 2020.