BIOLOGIA CELULARTEORIA GERAL DA BIOLOGIA CELULAR

“TODA SER VIVO É COMPOSTO DE CÉLULA E TODA CÉLULA ORIGINA-SE DE OUTRA CÉLULA”

MAS COMO SE ORIGINOU A CÉLULA ANTES DE EXISTIR UMA OUTRA?Há várias formas de interpretar a origem da vida, uma delas é a religiosa e a outra, a científica. Ambas são válidas, pois são sistemas

cognitivos diferentes: um envolve crença e o outro método científico e evidências.

Neste curso vamos adotar as teorias científicas.

http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI3834944-EI8147,00.html

http://www.reidaverdade.net/origem-da-vida-teorias-biologia-humana-resumo.html

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HISTÓRICO4 Bilhões de Anos Atrás - Surgimento da Vida na Terra (procariontes)2 Bilhões de Anos Atrás – Primeiros Eucariontes700 Milhões de Anos Atrás – Organismos Multicelulares (explosão de formas e tipos de seres vivos)

HISTÓRICO:-Há mais de 2.000, Aristóteles – ABIOGÊNESE-Até o século XIX, Cristianismo – CRIACIONISMO, “GERAÇÃO ESPONTÂNEA”- 1668 (século XVII) Francesco Redi – naturalista, filósofo e poeta – PRIMEIRA EXPERIÊNCIA CIENTÍFICA UTILIZANDO UM GRUPO CONTROLE E REPLICATAS DO EXPERIMENTOS.

-Século XVIII – volta a discussão sobre a Origem da vida (Experimentos de Nedham e Spallanzani)

SÍNTESE PRÉ-BIÓTICA

SÍNTESE PREBIÓTICAExperimento de Stanley Miller

Composição Química da Atmosfera1. Vapor d’ água2. Amônia – fonte de Nitrogênio3. Metano – fonte de carbono4. Hidrogênio5. Sulfeto de Hidrogênio6. Gás Carbônico

SÍNTESE PREBIÓTICA:Moléculas orgânicas inclusive aminoácidos (ácido aspártico, alanina, ácido acético, glicina, ácido lático, urea etc).

Criticado na época, mas depois reconhecido mundialmente.

CONDIÇÕES QUE PROPORCIONARAM O ACÚMULO DE COMPOSTOS DE CARBONO (ORGÂNICOS) – Caldo Primordial ou Coacervados nos “Oceanos” e “Lagoas” primitivos

1. Tamanho da Terra 2. Tempos de duração da Síntese Prebiotica – 2 Bilhões de Anos3. Ausência de Oxigênio

PARECIMENTO DE MOLÉCULAS AUTODUPLICANTES NA CONDIÇÃO PREBIÓTICA

1. RNA com atividade enzimática, servindo como molde para formação de outras moléculas (capaz de catalisar reações: autoduplicação, duplicação de outros RNAs, tradução de proteínas).

2. Seleção natural (competição) de moléculas, o sucesso depende da fidelidade e velocidade com que cada cópia é feita e também da estabilidade molecular dessas copias.

3. Apesar da estrutura dos nucleotídeos poder acumular informação genética e ser capaz de autorreplicarão, suas habilidades catalíticas são limitadas em comparação com as dos polipeptídios – Na fase prebiotica começa a pressão seletiva de RNAs capazes de produzir polipeptídios que vão auxiliar a sua replicação e a fabricação desses polipeptídios.

O APARECIMENTO DAS MEMBRANAS FOSFOLIPÍDICAS E SUA IMPORTÂNCIA EVOLUTIVA

Significado evolutivo da compartimentalização do RNA. Em uma mistura de diferentes tipos de RNAs autorreplicastes capazes de influenciar a síntese de proteínas, qualquer forma de RNA com maior valor adaptativo que seja capaz de catalisar a formação de polipeptídios mais eficazes no meio prebiotico deve compartilhar essas proteínas com os RNAs vizinhos sem essa propriedade. Se envolvidos por um compartimento (membrana) essa proteína é usada somente por este RNA. ORIGEM DO EGOÍSMO!

"Mundo do RNA" (RNA world) foi feita por Walter Gilbert em 1986

Em biologia evolutiva, toda hipótese ou teoria NECESSITA de representantes contemporâneos homoplásicos aos ancestrais. Evidências do surgimento do RNA como primeira molécula precursora: as ribozimas, os viroides e os virusoides são considerados “fósseis moleculares” do Mundo do RNA.

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O APARECIMENTO DO DNA E SUA IMPORTÂNCIA EVOLUTIVA

Significado evolutivo do surgimento do DNA.

1. Toda a informação genética das células atuais estão contidas numa molécula de DUPLA FITA de DNA, cujos pares de bases são complementares. Essa estrutura torna o DNA mais robusto e ESTÁVEL que o RNA. A estrutura do DNA torna o processo de replicação mais fácil e permite um maior controle no reparo de sua estrutura. O DNA permitiu o aumento da complexidade celular por ser capaz de acumular e transmitir maior quantidade de informação genética devido a sua maior estabilidade química do que o RNA.

2. O DNA é transcrito em RNA de forma semelhante ao sistema do RNA catalítico, pelo principio de complementaridade de pares de bases (molde ou “template”).

3. O RNA de fita única (menos estável), uma vez transcrito, guia a síntese de proteínas (RNAm, RNAt e RNAr)

4. A teoria evolutiva mais aceita atualmente: o RNA precedeu o DNA durante o processo evolutivo, tendo dupla função, guardião da informação genética e das propriedades catalíticas. Durante o processo evolutivo o DNA assumiu a função de depositário da informação genética, as proteínas assumiram a função de principais elementos catalisadores dos processos de duplicação, transcrição e tradução. O RNA manteve a função primitiva (menos derivada) intermediária conectando estes dois processos.

Dogma Central da Biologia Molecular – Modificado com a descoberta da transcriptase reversa!!!

FASE BIÓTICA – SURGIMENTO DAS PRIMEIRAS CÉLUAS

1. PROCARIONTES HETEROTRÓFICOS ANAERÓBIOS – UTILIZAVAM COMO FONTE ALIMENTAR AS SUSTÂNCIAS PRODUZIDAS PELA SÍNTESE PRÉBIÓTICA NO CALDO PRIMORDIAL E COASERVADOS.

2. SURGIMENTO DE CÉLULAS CAPAZES DE SINTETIZAR COMPOSTOS ORGÂNICOS QUE GUARDAM GRANDE ENERGIA ATRAVÉS DE SUAS LIGAÇÕES QUÍMICAS, UTILIZANDO A LUZ SOLAR E LIBERANDO OXIGÊNIO. PROCARIONTES AUTOTRÓFICOS: SURGIMENTO DA FOTOSSÍNTESE E DA CAMADA DE OZÔNIO.

2. SURGIMENTO DAS CÉLULAS AUTOTRÓFICAS AERÓBIAS. SELEÇÃO NATURAL FAVORECEU ESTE TIPO DE CÉLULA DEVIDO AO PROCESSO DE RESPIRAÇÃO AERÓBIO SER MAIS EFICIENTE (36 MOLÉCULAS DE ATP) E DEVIDO AO CONSUMO DE OXIGÊNIO, EVITANDO A FORMAÇÃO DE RADICAIS LIVRES DELETÉRIOS À CÉLULA.

3. SURGIMENTO DAS CÉLULAS EUCARIONTES - 700 MILHÕES DE ANOS ATRÁS.

FASE BIÓTICA – SURGIMENTO DO MUNDO COMO O CONHECEMOS HOJE!

ORIGEM DAS CÉLULAS EUCARIONTES – COMPARTIMENTALIZAÇÃO AUMENTA A EFICIÊNCIA DOS PROCESSOS CELULARES – DIVERSIFICAÇÃO DOS TIPOS CELULARES

SIMBIOSE

Tardigrada: Eutardigrada: Parachaela: Macrobiotidae

Todos os seres vivos possuem um ancestral comum!

O homem representado no topo desse esquema chama-se “antropocentrismo”

Após a origem da primeira célula eucarionte, ocorreu uma explosão de formas de vida na Terra.

As quais, por vários fatores, a espécie humana extinguiu ou está extinguindo.

ALBERTS, B., BRAY, D., JOHNSON, A., LEWIS, J., RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Fundamentos da Biologia Celular. Uma Introdução à Biologia Molecular da Célula. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 1999, 757p.

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JUNQUEIRA, L.C., CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. 8ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 332p.

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BIBLIOGRAFIA