Organelas e Origem das Células Eucarióticas

Prévia do material em texto

Questões:
1. O que são as marcas Nuc, Flag, ER, Mito, Chlora, Golgi, Ves e Lys? O que cada um desses organelas fazem em uma célula?
2. Qual é a hipótese autogênica da origem da célula eucariótica?
Hipótese Autogénica ì De acordo com a hipótese autogénica, os seres eucariontes são o resultado de uma evolução gradual dos seres procariontes. Numa fase inicial, as células desenvolveram sistemas endomembranares através de invaginações progressivas da membrana plasmática. ì O núcleo ter-se-á formado por porções da membrana que envolveram o material nuclear. Outras membranas evoluíram no sentido de produzir organelos semelhantes ao retículo endoplasmático. ì Posteriormente, algumas porções de material genético abandonaram o núcleo e terão incorporado pequenas estruturas membranares, onde evoluíram sozinhas, originando deste modo as mitocôndrias e os cloroplastos.
3. Qual é a evidência que suporta a hipótese autogênica?
Esta hipótese é apoiada pelo facto das membranas intracelulares das células eucarióticas actuais manterem a mesma assimetria da membrana plasmática: a face voltada para o interior das estruturas intracelulares é semelhante à face externa da membrana plasmática e a face das estruturas intracelulares voltada para o citosol é semelhante à face interna da membrana plasmática. Mas a suposta origem comum do material genético do núcleo e dos organelos não é corroborada pelas observações, o DNA presente nas mitocôndria e nos cloroplasto revelam uma estrutura muito mais próxima do DNA das bactérias (procariontes) do que do DNA nuclear.
4. Qual é a hipótese endossimbiótica?
Hipótese Endossimbiótica ì Esta hipótese, inicialmente proposta por Lynn Margulis, defende que os seres eucariontes terão resultado da evolução conjunta de vários organismos procariontes, os quais foram estabelecendo associações simbióticas entre si. ì A investigadora propôs que as mitocôndrias e cloroplastos seriam inicialmente organismos procariontes autónomos. Contudo, há cerca de 2100 M.a. ter-se-ão estabelecido relações endossimbióticas entre os procariontes heterotróficos ancestrais e as células de maiores dimensões. Os procariontes heterotróficos ancestrais terão dado origem às mitocôndrias. A íntima cooperação entre estas células terá levado a uma evolução conjunta dos organismos que resultou no surgimento das células eucarióticas heterotróficas. ì Esta cooperação torna-se vantajosa para a célula hospedeira, pois a utilização do oxigénio por parte da simbionte permite afastar o oxigénio do núcleo, impedindo assim a destruição do material genético por reação com o oxigénio. Por outro lado, o procarionte passa a ter à disposição mais oxigénio para a produção de energia.
Sustentam a hipótese endossimbiótica algumas evidências como:
· Tanto as mitocôndrias como os plastos possuem DNA próprio, que teria sido herdado dos ancestrais procarióticos;
· As mitocôndrias e os plastos são capazes de sintetizar algumas de suas proteínas e se autoduplicar.
5. Qual é a evidência para a hipótese endossimbiótica?
Esta hipótese endossimbiótica para a origem das mitocôndrias e dos cloroplastos reúne um grande consenso entre a comunidade cientifica e as evidências biológicas e bioquímicas que a apoiam são várias:
· actualmente, continuam a verificar-se alguns casos de simbiose obrigatória entre bactérias (procariontes) e protozoários (eucariontes), entre outros
· as mitocôndrias e os cloroplastos têm dimensões muito semelhantes às dos procariontes actuais
· as mitocôndrias e os cloroplastos produzem as suas próprias membranas internas e replicam-se por um processo semelhante à fissão binária, que ocorre nas bactérias
· as mitocôndrias e os cloroplastos têm o seu próprio matéria genético, apresentando uma molécula de DNA circular, sem histonas (semelhante ao DNA da maioria dos procariontes actuais e muito diferente do DNA nuclear)
· os ribossomas dos cloroplastos são mais semelhantes aos ribossomas dos procariontes do que aos ribossomas do citoplasma das células eucarióticas
· os ribossomas das mitocôndrias, embora muito variáveis consoante o organismo eucarionte onde se encontram, são genericamente mais parecidos aos ribossomas dos procariontes do que aos dos eucariontes
· a síntese proteica nas mitocôndrias e nos cloroplastos é inibida pelas mesmas substâncias que inibem a síntese em procariontes (estreptomicina e cloranfenicol), mas não pelas substâncias que inibem em eucariontes (cicloheximida)
· o aminoácido iniciador da cadeia polipetídica nas mitocôndrias e nos cloroplastos é a formil-metionina, como nas bactérias, e não a metionina, como nos eucariontes e nas arqueobactérias.
· nas membranas internas das mitocôndrias e dos cloroplastos existem enzimas e sistemas de transporte semelhantes aos dos actuais procariontes (corroborando a ideia de que as membranas internas Evidências da endossimbiose:
· Mitocôndrias e cloroplastos possuem maquinaria celular e material genético próprios, sendo o DNA circular, como o das bactérias;
· Apresentam ribossomos mais semelhantes aos de células procarióticas do que eucarióticas;
· As membranas internas apresentam enzimas e sistemas de transporte que se assemelham aos encontrados na membrana plasmática de organismos procariotos atuais;
· O processo de divisão dessas organelas assemelha-se ao processo de reprodução das bactérias.
· derivem das membranas dos procariontes endossimbióticos)
6. Quais são os pontos fortes e fracos comparativos das duas hipóteses?
Sobre as duas Hipóteses... Hipótese Autogénica ì Argumentos a favor: ü As membranas celulares apresentam continuidade física entre todas; além disso, - todas as membranas apresentam a mesma estrutura e composição bioquímica. ì Contudo: ü O material genético das mitocôndrias e dos cloroplastos apresenta uma maior semelhança com o das bactérias autónomas do que com o material genético presente no núcleo. Se o material genético e as membranas tivessem todos uma origem comum, como defende o modelo autogénico, todo o material genético deveria ser semelhante, o que efectivamente não acontece. Hipótese Endossimbiótica ì Argumentos a favor: ì As mitocôndrias e os cloroplastos apresentam dimensões semelhantes às bactérias; ì As mitocôndrias e os cloroplastos apresentam o seu próprio material genético, capaz de se replicar e traduzir de forma independente do núcleo da célula; ì O DNA, os ribossomas e as estruturas membranares das mitocôndrias e dos cloroplastos são estruturas mais semelhantes às existentes em seres procarióticos do que às da célula onde se encontram (por exemplo, o DNA das mitocôndrias e cloroplastos não se encontra associado a histonas, tal como acontece no material genético dos procariontes atuais); ì As mitocôndrias e os cloroplastos possuem ribossomas próprios (semelhantes aos das células procarióticas) e são capazes de sintetizar as suas próprias proteínas e de se dividir de forma independente do núcleo da célula onde se encontram;
 Hipótese Endossimbiótica ì Para pensar: ì Esta hipótese, tal como foi proposta inicialmente por Lynn Margulis, não explica a origem do núcleo e dos restantes organitos endomembranares. Além disso, não se podem esquecer os argumentos a favor do modelo autogénico (continuidade física e semelhança estrutural entre as membranas celulares internas e externa). ì Assim, alguns investigadores procuraram conciliar as duas hipóteses, defendendo que os sistemas endomembranares e o núcleo tenham resultado de invaginações da membrana plasmática, tal como defende a hipótese autogénica e as mitocôndrias e os cloroplastos terão tido origem em relações de endossimbiose, tal como defende a hipótese endossimbiótica.