Evolução biológicaç g

P ã t d i i tã li d dPor que razão todos os organismos vivos estão ligados como que por uma redeuniversal que torna os mecanismos da vida profundamente idênticos?

De onde provém, então, a diversidade de formas que manifestam?

Dos procariontes aos eucariontes

Como é que ocorreu?

Duas teorias… Dois modelos

Modelo autogénico Modelo endossimbióticoModelo autogénico Modelo endossimbiótico

Actividade 1 da pág. 113 do manual

Modelo Autogénico              

ADN        Mitocôndrias             

Retículo endoplasmático              

I i ã d

Cloroplasto              

Invaginação da membrana plasmática              

Eucariontes resultam de evolução gradual de procariontes              ç g p

Desenvolvimento de sistemas endomembranares por invaginação            Invaginações “armazenaram” o ADN – formação do núcleo            Porções de material genético abandonam o núcleo – evolução isolada dentrode estruturas membranares: mitocôndrias e cloroplastos

Modelo Autogénico: argumento desfavorável 

Modelo Autogénico pressupõe que o material genético do núcleo das mitocôndrias e dos cloroplastos seja igual….            

…o que não é verdade! Este material genético apresenta maiores semelhanças com bactérias!            

Modelo Endossimbiótico ( Lynn Margulis – 1967)  ( y g )

Num procarionte ancestral ocorre…

…invaginação da membrana plasmática o quepermite…

o desenvolvimento da membrana nuclear e dos…o desenvolvimento da membrana nuclear e dossistemas endomembranares…

…a captação de procariontes aeróbios heterotróficosterá gerado…

… um ancestral eucariótico aeróbio heterotróficocom mitocôndrias.com mitocôndrias.

Um ancestral eucariótico heterotrófico commitocôndriasmitocôndrias …

capta vários procariontes fotossintéticos (ex:…capta vários procariontes fotossintéticos (ex:cianobactérias), o que origina…

…um ancestral eucariótico fotossintético comcloroplastos.cloroplastos.

Em síntese…

Célula procariótica grande capturou outras célulasCélula procariótica grande capturou outras célulasprocarióticas, que permaneceram no interior,resistindo à digestão.g

Estabeleceu‐se entre elas uma relação de simbiose(benefício mútuo, obrigatório) altamente eficaz, pela(benefício mútuo, obrigatório) altamente eficaz, pelacapacidade de fazer respiração celular ou fotossíntese.

Formou‐se assim um único organismo estávelFormou se assim um único organismo, estável.

As células hóspedes passaram a constituir organitos ea célula hospedeira passou a ser eucarióticaa célula hospedeira passou a ser eucariótica.

Também o flagelo das células eucarióticas pode terresultado da fixação de procarióticos alongados naresultado da fixação de procarióticos alongados namembrana de uma célula hospedeira, que se tornoumais eficaz.

Modelo Endossimbiótico: argumentos favoráveis Mitocôndrias e cloroplastos assemelham se a bactérias: na forma no tamanho eMitocôndrias e cloroplastos assemelham‐se a bactérias: na forma, no tamanho ena estrutura interna e externa.

Mitocôndrias e cloroplastos contêm ADN em moléculas circulares, geralmente nãoassociado a proteínas. Produzem as suas próprias membranas (lípidos e proteínas).

ô d l l ê d óAs mitocôndrias e os cloroplastos têm divisão autónoma.A síntese proteica em mitocôndrias e cloroplastos é inibida por substânciasinibidoras de procariontes (ex: cloranfenicol), mas não por inibidores dep ( ), peucariontes (cicloeximidina)

O aminoácido iniciador da cadeia peptídica de uma mitocôndria e de umcloroplasto é a formilmetionina como nas bactérias e não a metionina como noscloroplasto é a formilmetionina, como nas bactérias, e não a metionina como noseucariontes.

Ribossomas das mitocôndrias e dos cloroplastos semelhantes em tamanho epcaracterísticas bioquímicas aos dos procariontes.

Actualmente há relações simbióticas entre bactérias e eucariontes.

Comparação dos dois modelosComparação dos dois modelos              

Modelo  Autogénico Modelo Endossimbiótico

Origem dos eucariontes a partir dos procariontes;d b ú l l d õSemelhanças Os sistemas endomembranares e o núcleo resultam de invaginações

da membrana plasmática.

Origem a partir de um só ser Origem a partir de mais do queg pprocarionte;

Os cloroplastos e mitocôndrias

g p qum ser procarionte;

Os cloroplastos e mitocôndrias

Diferenças

presultam de porções de materialgenético que abandonaram onúcleo e evoluíram sozinhas no

presultam de associaçõessimbióticas entre uma célulahospedeira procarionte e

interior de estruturasmembranares.

ancestrais de mitocôndrias ecloroplastos, também elesprocariontes.

Ainda há alguns aspectos por explicar:Ainda há alguns aspectos por explicar:

Al d á i f i dAlguns dos genes necessários para o funcionamento dasmitocôndrias e dos cloroplastos estão presentes no núcleo dacélula eucariótica, o que poderia ser um argumento a favor do, q p gmodelo autogénico.

No entanto verificam se trocas de sequências de ADN entre asNo entanto, verificam‐se trocas de sequências de ADN entre asmitocôndrias (e entre os cloroplastos) de uma célula; além disso,algumas porções do ADN destes organelos semiautónomos sãotrocados com o núcleo das células onde se encontram. Assim,admite‐se que, no decurso do processo de evolução conjunta,que alguns genes das mitocôndrias terão sido transferidos paraque alguns genes das mitocôndrias terão sido transferidos parao núcleo da célula hospedeira.