Tema 1: O surgimento dos primeiros organismos vivos

Teoria biognese os seres vivos surgem de outros seres vivos; Teoria abiognese os seres vivos surgem expontaneamente de matria orgnica em decomposio ou de matria inorgnica. Teoria derrubada por Pasteur, e reforada por Oparin e Haldane.

Experincia de Pasteur

Como tero surgido os primeiros seres vivos?Atmosfera: Redutora Gases: H2, CH4, NH3, H2O Sem camada de ozono Raios UV atravessam para a terra Terra: Intensa actividade vulcnica Altas temperaturas Gases toxicos emitidos para a atmosferaTerra primitiva

Sem seres vivos

Nestas condies os gases atmosfricos estavam permanentemente sujeitos a aco de radiaes, o que desencadeou numerosas reaces qumicas, e se formaram compostos orgnicos simples os monmeros. Ex.: monossacardeos, cidos gordos, aminocidos, bases azotadas. Estas molculas se acumularam ao longo do tempo em lagos e oceanos, constituindo um caldo nutritivo para os futuros seres vivos.

Por combinao de molculas mais simples formaram-se outras mais complexas. Estas, por sua vez, em determinadas situaes devem ter se agregado, e constituram sistemas molelulares separados por membranas rudimentares os coacervados. Muitos sistemas foram destruidos por seleco natural; outros evoluram e originaram outros sistemas com capacidade para controlar suas prprias reaces e se autoreplicar o protobionte. Estes eram heterotrficos fermentadores.

Hipottico protobionte

Os proto-biontes fermentadores (quimioautotrficos) produziram CO2 e H2O para a atmosfera, criando condies para que surgisse a camada de ozono. Surgiram ento outros organismos utilizadores da luz e do CO2 para produzir o seu alimento primeiros fotoautotrficos (fotossintetizantes anaerobiticos). Estes por sua vez, libertavam O2 para a atmosfera em resultado da fotossntese. Dessa forma, a atmosfera ficou carregada de O2, e puderam surgir tambm os organismos heterotrficos consumidores de O2.Os protobiontes formaram-se graas ao processo de coaservao: agregao expontnea de molculas orgnicas em solues coloidais.

Caractersticas dos coacervados Unidades individuais destintas do meio Possuidoras de um meio interno, onde reaces podiam ocorrer, catalizadas por enzimas metabolismo rudimentar. Apresentavam um sistema de trocas selectivas com o meio ambiente.

Hiptese reforada por: Miller testa formao dos monmeros Fox testa a formao de polmeros Outros

Experiencia de Oparina e Haldane que confirmou a sua teoria

Ao longo da evoluo de milhes de anos as pre-clulas foram submetidas a vrios processos de seleco natural, na qual venceram as com maior dinamismo qumico, com mais processos metablicos de autoconservao, autoreproduao e autoregulao. Tambm venceram os heterotrficos mais capazes. Terminada a evoluo pre-bilogica, comeou a evoluo biolgica!

Arqueano ou Arcaiqueano (antes Arqueozoico) o on que est compreendido aproximadamente entre 3,85 bilhes de anos e 2,5 bilhes de anos atrs. O incio do Arqueano marcado pelas primeiras formas de vida unicelulares da Terra. on a maior subdiviso de tempo na escala de tempo geolgico. Foi proposto que se definisse o on como sendo uma unidade de tempo igual a um bilho de anos (1 Ga - mil milhes de anos). A ideia no foi aceita como sendo uma unidade de medida cientfica e raramente usada para especificar um perodo exato de tempo.

Tema 2: A clula como unidade bsica da vida

A citologia (biologia celular) o ramo da biologia que estuda a estrutura e funo das clulas, assim como a sua importncia na complexidade dos seres vivos (Kytos = celula + Logos = estudo).

Teoria celularA clula a unidade bsica estrutural e funcional de todos os seres vivos; Todos os seres vivos so constitudos por clulas Todas as clulas provem de clulas pre-existentes A clula a unidade de reproduo e desenvolvimento do ser vivo A clula a unidade hereditria do ser vivo

O estudo da clula comea com a inveno do microscpio!

A histria da citologia contempornea a microscopia ( sec XVI e XVII) e comeou com a inveno de um aparelho de duas lentes por Hans e Zaccharias Janssen em 1590 o microscpio. Marcelo Malpighi (1628-1694, mdico, anatomista e bilogo) aprimorou a sua utilizao no estudo da clula.

Microscpio aperfeioado de Robert Hook, inventado em 1590

Microscpio de Culpeper

Microscpio de Cuff Meados do sec XVIII

Microscpio dos Adams

Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723, Holands) Observou capilares, eritrcitos, fibras musculares, peles. Descreveu com clareza os olhos dos insectos. Viu algas e bactrias. Robert Hooke (1635-1703)- Em 1665 observou os espaos vazios de uma cortia, os quais chamou de clula (pequena cela). Produziu uma obra com vrios desenhos de clulas. Robert Brown (botnico Ingls), descreve em 1831, nas clulas vegetais um corpsculo constante que designou de ncleo. Theodor Schwann (1839) observa a existncia de clulas nos animais e nos vegetais. Dumortier em 1832 descreveu a diviso celular nas algas. Van Mohl, de 1835 a 1839 esquematizou algumas fases da mitose. Flemming em 1882,descreveu a diviso somtica e adaptou o nome Mitose, e descreveu as primeiras caractersticas da meiose em 1903.

MOC M. de fluoriscncia M. de constraste de fase

M. electrnico M. de varrimento

M. confocal

Cada tipo de microscpio capaz de ampliar detalhes de organelos diferentes em diferentes condies. Ex.: O microscpio de fluoriscncia permite observar microorganismos capazes de fixar substncias fluorescentes. O microscpio de contraste de fase permite visualizao de microrganismos vivos, sem colorao, atravs do contraste devido diferena de fase dos raios luminosos que atravessam o fundo relativamente fase da luz que atravessa os microrganismos. O microscpio de varrimento permite a visualizaao de iamgens com uma grande resolucao e com aparncia tridimensional caracterstica e so teis para avaliar a estrutura superficial de uma dada amostra.

A clula Unidade bsica estrutural e funcional de todos os seres vivos. Os seres vivos podem ser constitudos por uma s clula (unicelular) isolada ou em diferentes tipos de arranjos (colnias) ou por mais de uma clula (pluricelulares). Nos seres multicelulares, as clulas organizam-s em diferentes tecidos, rgos e sistemas, at formarem o organismo.

Organiscmo unicelular ciliado

Colnia de clulas

Os virus no so seres vivos porque no so capazes de se multiplicar, excepto quando parasitam uma clula viva, cujas enzimas podem ser aproveitadas para sintetizar as macro-molculas que vo formar o novo vrus. As bactrias do grupo das rickticas e das clamdeas so clulas procariticas incompletas, pois no so capazes de se replicarem sem a ajuda de outras clulas.Virus Um tipo de cido nuclico (RNA ou DNA) Clulas incompletas 2 tipos de cido nucleicoBacterifago parasita das clulas humanas T4

Carregam no seu cido nucleico Tem parte da maquinaria de a informao para a formao sntese para reproduo, mas de novos virus, mas no necessitam de suplementao possuem organelos das clulas parasitadas

Clamydea sp., causadora de uma ITS

O invlucro externo perde-se quando o virus penetra uma clula

Possuem uma membrana semipermevel pela qual realizam trocas com o meio externo

Bacterias e algas azuis Pobres em membranas e organelos membranosos (ribossomos) Sem ncleo nem nucleolo cido nucleico disperso no citoplasma Enzimas e pigmentos em pregas da membrana Reproduo por fisso binria

Restantes organismos Muitos orgalenos membranares Com ncleo e 1 ou mais nuclolos Enzimas em organelos especificos (lisossomas, mitocondrias, cloroplastos) Reproduo por mitose

A clula procariotaOs organismos formados por clulas procariticas designamse por procariontes, agrupam-se no Reino Monera. Conhecidos pela designao geral de bactrias (do gr. : bakterion, pequeno bastonete). Foram os organismos que protagonizaram as primeiras etapas da evoluo dos seres vivos (registos fsseis datam de 3,46 milhes de anos). Apresentam uma enorme variedade de formas e dimenses. Vivem isoladas ou formam colnias de clulas agregadas As cianobactrias situam-se entre as mais recentes na escala evolutiva: o seu mecanismo de fotossntese incorpora o sistema que permite efectuar a oxidao da gua, tendo como consequncia a libertao de oxignio.

FLAGELO

FMBRIAS

Geralmente a nica membrana presente a plasmtica Cromossomas dispersos no citoplasma Presena de ribossomos ligados a mRNA (poliribossomos) DNA Podem existir invaginaes da m. plasmtica que penetram no citoplasma mesossomas (funo respiratria) Sem citoesqueleto sua forma mantida pela parede extracelular rgida, que sintetizada no citpoplasma Algumas possuem tambm uma cpsula externa parede Algumas membranas paralelas entre si associadas a clorofila ou outros pigmentos clulas fotossintetisantes. Citoplasma no dividido em compartimentos

Membrana Citoplasmtica Membrana Citoplasmtica: transporte ativo, cadeia respiratria. Bicamada lipdica com protenas inseridas. Envoltrio flexvel: rompe-se facilmente. A gua pode penetrar e romper a clula. Mesossomo: primrdio de compartimentalizao.

Parede Celular Parede Celular: de acordo com a constituio da parede celular, so classificadas em GRAM (+) e GRAM (-). Rgida e resistente, mas muito permevel. Determina a forma da bactria. Protege contra choques mecnicos e osmticos. Representa de 20-40% da bactria. Alguns antibiticos a afetam diretamente. - Penicilina Caracterstica Gram Gram +Complexidade e colorao da parede celularComposta por estruturas de camadas multiplas complexas. No retem o corante de gram quando submetidas a substncias soluveis ao corante, e quando acrescentados outros corantes, adquirem a nova colorao. Constitudas por uma endotoxina, o LPS, que lhes confere a propriedade de patogenicidade Composta por uma camada que retem o corante de gram, e no cora com outros corantes aplicados mais tarde

Factores de ataque ou agresso

exotoxina, composta pelo cido lipoteicoico, tem como caracterstica principal a aderncia.

Cpsula Constitui um dos antgenos de superfcie das bactrias. Est relacionada com virulncia da bactria. Confere resistncia fagocitose. Envoltrio viscoso no obrigatrio. Ricos em polissacardeos e protenas

Flagelo, fmbreas e plos Os flagelos so estruturas proticas, longas e delgadas que se projetam externamente parede celular. responsvel pela mobilidade da bactria. Polmero de flagelina. As fmbreas e os plos so estruturas curtas e finas que muitas bactrias apresentam em sua superfcie. Promovem a adeso da bactria. Plo ou fmbrias sexuais: - So usadas na conjugao - Troca de material gentico

Os microrganismos necessitam de uma fonte de carbono (gs carbnico [CO2] ou carbono orgnico) e de uma fonte de energia (luz ou energia derivada da oxidao de compostos orgnicos ou inorgnicos). Os microrganismos que usam a luz como fonte de energia podem ser: Fotoautotrficos: organismos que usam a luz como fonte de energia e o carbono inorgnico (CO2) como fonte de carbono. Ex.: bactrias fotossintetizantes (cianobactrias), bactrias sulfurosas prpura (ex.: Chromatium) e bactrias sulfurosas verdes (exemplo: Chlorobium), algas e plantas verdes. Fotoheterotrficos: usam luz como fonte de energia e compostos orgnicos (lcool, carboidratos, cidos orgnicos, etc.) como fonte de carbono. Ex.: bactrias verdes no sulfurosas (exemplo: Chloroflexus) e as bactrias prpuras no sulfurosas (ex.: Rhodopseudomonas).

Cianobactria Chromatium okenii

Chloroflexus

Os microrganismos que obtm energia atravs da oxidao de compostos orgnicos ou inorgnicos podem ser classificados em: Quimioautotrficos: usam os compostos qumicos (gs sulfdrico (H2S), enxofre elementar (S), amnia (NH3), gs hidrognio (H2), nitrato (NO3-), nitrito (NO2-) e ferro (Fe2+) como fonte de energia e usam o CO2 como fonte de carbono. Quimioheterotrficos: so organismos que usam compostos orgnicos como fonte de energia e de carbono. Este grupo inclui a maioria das bactrias, fungos e protozorios.

Nitrosomona sp.

Meio de cultura com bacterias

Classificao de bactrias de acordo com a fonte de carbono e energia

Grupo nutricionalQuimiolitotrfico autotrfico Quimioheterotrficos Mixotrfico (quimiolitotrfico heterotrfico Fotoautotrficos Fotoheterotrficos

Fonte de carbono Fonte de energiaCO2 Orgnica Orgnica Inorgnica Orgnica Inorgnica

CO2 Orgnica

Luz Luz

Grupo

Requerimento em O2

Tipo de metabolismo

Exemplo

Habitat

AerbiasObrigatria Facultativa Requer Nao requer, mas cresce melhor na presenca de O2 Requer baixa concentracao de O2 Respirao aerbia Aerobio, respiracao anaerobia, fermentacao Respirao aerbia Anaerbicas Aerotolerante Nao requer, mas a s presenca de O2 nao atrapalha Obrigatrias O2 danoso e letal Fermentao Streptococcus Pyogenes (faringite, escarlatina) Methanobacterium formicicum Trato respirat rio superior Esgotos, sedimentos anoxicos de lagos Micrococcus luteus Escherichia coli (intoxicacao alimentar, septicemia) Spirilum volutans Pele, p Intestino dos mamfer os guas de lago

Microaerofila s

Fermentacao ou respiracao anaerobia

A maioria dos procariontes se reproduzem assexuadamente atravs de um processo chamado de fisso binria. Durante a fisso binria, a nica molcula de DNA e as rplicas da clula original so divididas em duas clulas idnticas. * O processo comea com a nica molcula de DNA e replicas de ambas as cpias ligadas membrana celular. * Em seguida, a membrana celular comea a crescer entre as duas molculas de DNA. Uma vez que a bactria quase duplica seu tamanho original, a membrana celular comea saltar para fora. * A parede celular, em seguida, se forma entre as duas molculas de DNA da clula original e se dividem em duas clulas-filhas idnticas.

A bisso binria um processo muito simples e no pode ser considerado uma verdadeira mitose

Reproduo sexuada por TransformaoA transferncia de material gentico ocorre quando uma clula receptora capta DNA solvel libertado no meio por clulas doadoras.

Reproduo sexuada por conjugao um processo de transferncia de material gentico, promovido por plasmdios conjugativos.

Reproduo sexuada por transduo Reproduo sexuada a transferncia dos genes cromossmicos ou de molculas de plasmdios de uma bactria para outra, por meio de um bacterfago.