aula 01 origem da biologia celular
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Origem da Biologia CelularOrigem da Biologia CelularProf. Hamilton Felix Nobrega
• Ciência independente: XVIII – XIX
Vida
• Ciência independente: XVIII – XIX
Vida
Estudo da vida, em seus mais diversos aspectos e
manifestações
Há 2.500 anos,
gregos distinguiram
estudo da natureza e
questões religiosas
Explicar os
fenômenos naturais
com base em fatos e
processos
Tales de Mileto Hipócrates Aristóteles
“Todos os animais e vegetais,
por mais complicados que sejam,
estão constituídos por uns
poucos elementos que se
repetem em cada um deles.”
Aristóteles
Dividiu a natureza em dois
grandes grupos:
Seres inorgânicos
Seres orgânicos
Surgia, então, a Biologia
como ciência
Lamarck
Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese
(Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra.
O que afirmava essa teoria?
Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese
(Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra.
O que afirmava essa teoria?
Formas vivas podem surgir a partir da
matéria bruta em determinadas
circunstâncias, desde que essa matéria
bruta seja dotada de um princípio ativo.
1. Vermes poderiam surgir espontaneamente a partir de
cadáveres em putrefação;
2. Répteis e anfíbios poderiam surgir do lodo do fundo
dos lagos.
A Origem da Vida: Abiogênese
A Origem da Vida: Abiogênese
Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que os vermes
que surgiam nas carnes podres, eram larvas de moscas, a
Teoria da Biogênese.
O que afirmava essa teoria?
A Origem da Vida: Biogênese
Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que
os vermes que surgiam nas carnes podres, eram
larvas de moscas, a Teoria da Biogênese.
O que afirmava essa teoria?
Seres vivos surgem somente
pela reprodução de seres de
sua própria espécie.
A Origem da Vida: Abiogênese
A Origem da Vida: Biogênese
Outras teorias sobre a origem da vida
Criacionismo:
Acredita que os
seres vivos
se originaram de um ser DIVINO.
Panspermia cósmica:
Propõem que
a vida na Terra se iniciou de seres vindos
do espaço sideral.
Outras teorias sobre a origem da vida
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Autotrófica
Na terra primitiva algumas bactérias eram autotróficas, pois
conseguiam produzir açucares e outros compostos a partir da luz
do sol ou de complexas reações químicas que realizam.
Porém, é necessário uma sofisticação estrutural e funcional muito
grande.
Portanto, se organismos mais simples originaram os mais
complexos, os primeiros organismos não poderiam ser os
autotróficos.
Haldane (1892-1964)
Biólogo inglês
Oparin (1894-1980)
Bioquímico russo
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica
Através do condicionamento do meio, determinadas formas de
organização molecular tornaram-se dominantes e
desenvolveram-se gradualmente até as formas estruturais
básicas que caracterizam as moléculas vivas de hoje.
Em princípio havia soluções simples de substâncias orgânicas,
cujo comportamento era governado pelas propriedades de seus
átomos e pelo arranjo destes átomos em uma estrutura molecular
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
• Descargas elétricas
• Raios UV
• Compostos da
atmosfera primitiva
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
• Formação de
aminoácidos
• Coacervados
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Experimento de Miller e Urey
Primeiros Seres vivos
A hipótese de Oparin e Haldane converge do lado esquerdo à
formação do primeiro coacervado protobiótico a partir de
substâncias elementares, e ganha grande apoio do lado direito na
teoria da evolução biológica, muito bem estabelecida entre a
comunidade científica atual.
Unicelulares
Heterótrofos
Semelhantes aos procariontes
O Início da Biologia Celular: O mundo microscópico
Há menos de 400 anos, esse vasto mundo novo foi
descoberto pela humanidade.
A invenção do microscópio possibilitou a descoberta das
células e inaugurou um novo campo de investigação
científica: a Citologia, atualmente conhecida como Biologia
Celular.
Acredita-se que o primeiro microscópio foi construído por
Zacharias Janssen e seu pai, em 1591, fabricantes de
lentes.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)
• Cientista e construtor de
microscópicos.
• Descobriu micro-organismos
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Bactérias
Protistas
Espermas
Sangue
Nematóides
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Bactérias
Protistas
Espermas
Sangue
Nematóides
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Bactérias
Protistas
Espermas
Sangue
Nematóides
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Bactérias
Protistas
Espermas
Sangue
Nematóides
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Bactérias
Protistas
Espermas
Sangue
Nematóides
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• John T. Needhan (1713-1781)
• Cientista inglês
• Demonstra que caldos aquecidos e
tampados permitem o
desenvolvimento de micro-
organismos Reforça a teoria da
abiogênese.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Após 25 anos...
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Lazzaro Spallanzani (1729-1779)
• Padre italiano
• Demonstra que caldos esterelizados e
tampados não permitem o
desenvolvimento de micro-organismos
Reforça a teoria da biogênese.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Início do século XIX, Louis Pasteur
comprova, experimentalmente, que os
seres microscópicos que se encontram
nos alimentos, provêm da contaminação
do ar, ou seja, “um ser vivo somente se
origina de outro ser vivo”.
Derruba a teoria da abiogênese!
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Salvou Milhões de vidas
Esterilização
O que é célula?
A célula representa a menor
porção de matéria viva.
São as unidades estruturais e
funcionais dos organismos
vivos.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
Estimulados pelas descobertas de Leeuwenhoek, outros
cientistas buscaram desenvolver métodos para estudar os micro-
organismos.
O microscópio de Leeuwenhoek era dotado de uma lente
apenas, sendo chamado de microscópio simples.
Então, um físico chamado Robert Hooke desenvolveu um
microscópio dotado de duas lentes ajustadas a um tubo de metal.Surgia o microscópio composto.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
As observações microscópicas
estenderam-se a todos os
seres vivos e mostraram que
os animais também eram
constituídos por bolsas
microscópicas de aspecto
gelatinoso, semelhante ao que
já havia sido observado nas
plantas.
Assim, essas “bolsas” também
foram chamadas de células.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O material gelatinoso que
preenchia as células, é o
que hoje conhecemos
como citoplasma.
Em 1833, o botânico
Robert Brown constatou
que a grande maioria das
células tinha uma estrutura
interna ovóide ou esférica,
a qual denominou denúcleo.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O material gelatinoso que
preenchia as células, é o
que hoje conhecemos
como citoplasma.
Em 1833, o botânico
Robert Brown constatou
que a grande maioria das
células tinha uma estrutura
interna ovóide ou esférica,
a qual denominou denúcleo.
Os alemães Matthias Schleiden e Theodor Schwann lançarama ideia de que todos os seres vivos são formados por células.
Essa foi a base da teoria celular que sedesenvolveu nos anos seguintes.
A microscopia entusiasmou os pesquisadorese desenvolveu-se rapidamente.
“Toda célula se
origina de outra
célula.”
(Rudolf Virchow)
Walther Flemming (1878)
biólogo alemão
Descreveu em detalhes a
divisão de uma célula em
duas e chamou esse
processo de mitose.
Princípios da teoria celular
1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, e por estruturas
que elas produzem. São, portanto, a unidade morfológica dos
seres vivos;
2. As atividades essenciais que caracterizam a vida ocorrem no
interior das células. São, portanto, unidades funcionais ou
fisiológicas dos seres vivos. Dessa forma, todo o metabolismo
dos seres vivos depende das propriedades de suas células;
3. Novas células surgem apenas de células preexistentes, por
meio da divisão celular. A continuidade da vida, depende
diretamente da reprodução celular.
A célula é a unidade básica!
Célula humana Célula de um sapo
Na segunda metade do século XIX a
patologia clínica já dava seus primeiros
passos, mas o berço dos laboratórios
são considerados aqueles instituídos nas
universidades alemães de Wurzburg
(1849) e Berlin (1852).
As análises clínicas apresentaram seu
desenvolvimento juntamente com a
medicina, não como um serviço de apoio
nos moldes de hoje, mas sim como uma
atividade estritamente experimental.
O início da microbiologia ocorreu
com os estudos de Agostino Bassi,
ao descobrir que a doença do bicho-
da-seda era causada pelo fungo
Botrytis paradoxa.
(SANNAZZARO, 1998).
Foram, porém, os trabalhos de
Pasteur sobre fermentação
alcoólica, a divisão dos micro-
organismos em aeróbios e
anaeróbios e sobre putrefação,
que estabeleceram as bases
científicas da microbiologia.
A Citologia ou biologia celular foi uma importante área que
configurou o Laboratório de Análises Clínicas (LAC) como auxiliar
relevante de diagnóstico.
O pioneiro da Patologia experimental moderna, J. Cohnheim,
identificou o leucócito como integrante do sangue.
As técnicas de coloração biológica de Paul Erlich facilitaram a
identificação microscópica dos três tipos diferentes de leucócitos e
favoreceram os estudos em microbiologia.
A contribuição do LAC para com a saúde do paciente e a
comunidade e nas expectativas dos clínicos:
• Rápido e correto
diagnóstico e início da
terapia correta;
• Estabelecer prognósticos
através de indicadores
de níveis de severidade;
• Acompanhar a evolução ou regressão da doença, por meio dos
dados que determinam a linha de base.
A célula, o objeto de estudo da biologia celular, pode ser
estudada sob diversos aspectos:
Em outras palavras, essas investigações são denominadas
morfológicas, químicas ou bioquímicas e fisiológicas e a cada
uma delas correspondem métodos de estudo particulares.
Sua forma e a de seus
constituintes
Natureza química desses
constituintes
Modo de funcionamento
De uma maneira geral, podemos dizer que, devido às suas
pequenas dimensões, um estudo detalhado da célula e de seus
constituintes sem equipamentos específicos é impossível.
Por isso, o biologista celular é obrigado a se utilizar de instrumentos
de aumento para a observação conveniente da célula.
Para se ter uma ideia, as dimensões mais
comumente observadas entre as células de
animais e vegetais superiores, situam-se
na faixa de 10 a 20 µm (lembrar que 1 µm
= 10-3 mm; 1 nm = 10-6 mm e 1 å = 10-1
nm).
Que instrumentos
seriam esses?
Microscópio de Anton van
LeeuwenhoekMicroscopio de Robert Hooke
Microscopio de Janssen
Microscópio Óptico (Fotônico)
Microscópio Óptico (Fotônico)
Microscópio Eletrônico de Transmissão
Microscópio Eletrônico de Transmissão
Microscópio Eletrônico de Varredura
Microscópio Eletrônico de Transmissão
Esfregaço Esmagamento Corte manual Corte com micrótomo
• Observação vital (Exame a fresco)
• Fixação e coloração
• Fracionamento celular
• Radioautografia
Até a próxima semana!
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