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16/03/2017

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Introdução à Biologia Celular: Origem da Vida

Prof: Dr. Cleverson Agner Ramos

ICB – Dep. MofologiaDisciplina: Biologia Celular

Escola EvolucionistaEscola Evolucionista Queda da Teoria da Abiogênese

Queda da Teoria da Abiogênese

Teoria dos Coacervados


Teoria da FitaPrimordial


Teoria da PanspermiaCósmica


CaracterísticasUniversais da Vida


A Escola Evolucionisma











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A Teoria da Geração Expontânea

Anaximandro de Mileto (610 AC)

A teoria da Geração Expontânea, ou Abiogênese, têm como dogma central que:Uma Força sobrenatural seria capaz de gerar vida











A Teoria da Seleção Natural

Charles Darwin (1859)

Publicação do Livro: “A origem das Espécies”

Dois principais pontos:

1. Espécies não foram Criadas na sua forma atual mas simevoluíram de ancestrais;

2. Propôs um mecanismo para a evolução das espécies: A teoria da seleção natural.











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Os Experimentos de Pasteur

Louis Pasteur (1860´s)

Derrubou o mito da geração expontânea











O Mecanismo da Herança Genética de Mendel

Gregor Mendel (1850´s e 1860´s)

Somente no século XX seus trabalhos foram aceitos

1ᵃ Lei: Toda característica é determinada por um par de fatores (genes). Os dois alelos de cada gene presentes em um indivíduo segregam‐se (separam‐se) na formação dos gametas.

2ᵃ Lei: Os alelos de dois ou mais genes de um indivíduo segregam‐se (separam‐se) independentemente, combinando‐se ao acaso.











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A Hipótese de Oparin: Teoria da Sopa Primordial

Alexander Ivanovich Oparin (1930)

Formulou uma nova hipótese para explicar a origem da vida. Isso culminou com seu livro “A Origem da Vida”.












A Hipótese de Oparin: Teoria da Sopa PrimordialMetano (CH4)

Amônia (NH3)

Hidrogênio (H2)

Vapor de água (H2O)

Aminoácidos Carboidratos Ácidos Nucleicos

E o O2? Ele não foiimportante para o

surgimento da vida naTerra?











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Coacervados

Primeiras células procarióticas

Atmosfera primitiva Mares primitivos

Primeiras células eucarióticas













Primeiras células procarióticasPrimeiras células eucarióticas











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Os Experimentos de Miller testaram a Hipótese de Oparin

Stanley Lloyd Miller (1952/53)

Testou experimentalmente a hipótese de Oparim para a origem da vida

‐ Simulando as condições pre‐bióticas, permitiram a produção de 17 aminoácidos (dos 20 presentes nas proteínas).

‐ Também foram produzidos açúcares, ácidos graxos e as bases nitrogenadas.













Então…….

1.Por quê atualmente não vemos esse evento acontecendo mesmo em condições controladas?

2.Se microrganismos são criados a partir destes componentes orgânicos isto não seria um exemplo de geração espontânea?

3.Como explicar os fatores de transmissão da informação que os compõem para as próximas gerações?

PARADOXO DA GERAÇAO ESPONTÂNEA

A hipótese de Oparin foi parcialmente comprovada: Moléculas orgânicas poderiam ser criadas a partir de moléculas inorgânicas, entretanto não foi observado o surgimento de coacervados ou células primitivas











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A primeira célula era muito simples, porém mesmo uma célula desse tipo ainda seria complexa demais para admitir‐se que ela tenha surgido ao acaso, já pronta e funcionando.

É razoável supor‐se que a primeira célula a surgir apresentava apenas algumas das características hoje consideradas peculiares dos seres vivos .

METABOLISMO, CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO.











A Descoberta do DNA

James Watson & Francis Crick (1968)

‐Replicação semiconservativa;

‐Armazenamento de Informação para a síntese de aminoácidos;

‐Possibilidade de mutações;

DNA CONTEMPLA 3 PRECEITOS DA NATUREZA DA HEREDITARIEDADE

PARADOXO DO OVO E DA GALINHA











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A Teoria da Fita Primordial

Pesquisas elucidando a natureza do DNA e RNA

As primeiras moléculas auto‐replicantes seriam polímeros de RNA

‐RNA poderia catalizar sua própria replicação;

‐Com o tempo foi capaz de sintetizar enzimas primordiais;

‐Posteriormente o armazenamento da informação genética foi transferido para o DNA.

POR QUÊ O RNA SERIA A PRIMEIRA MOLÉCULA AUTO‐REPLICANTE E NÃO O DNA?

RIBOZIMA













O primeiro código genético pode ter sido o RNA, que tinha

capacidade de replicação lenta, posteriormente se agrupando no

interior de micelas

Com o desenvolvimento de mecanismos autocatalíticos e evolução de uma família

de moléculas de RNA que poderiam catalisar sua própria replicação deram

origem a enzimas replicadoras de moldes de sequências de RNA

O DNA dupla hélice ao longo da evolução foi substituindo o RNA

como uma molécula mais estável para armazenar uma quantidade

cada vez mais crescente de informações genéticas necessárias às células.











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Diversos estudos têm contribuído para a teoria do RNA primordial;

MONTMORILLONITE-CATALYSED FORMATION OF RNA OLIGOMERS: THE POSSIBLE ROLE OF CATALYSIS IN THE

ORIGINS OF LIFE

2006

CLAY MATERIAL MAY HAVE ACTED AS 'PRIMORDIAL WOMB'

FOR FIRST ORGANIC MOLECULES

2005

SELF-SUSTAINED REPLICATION

OF AN RNA ENZYME

2009











COMO SURGIU A VIDA COMO A

CONHECEMOS?

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A Teoria da Panspermia CósmicaOrganismos extremófilos poderiam ter vindo em meteoritos?

O impacto de meteoritos em um planeta com vida lança ao espaço fragmentos de rochas

com organismos

Estes organismos podem sobreviver às condições adversas de temperatura e

pressão no espaço

Estes meteoros atingem planetas e se houver ambiente favorável há a

dispersão do extremófilo











A Teoria da Panspermia CósmicaOrganismos extremófilos poderiam ter vindo em meteoritos?

This 4.5 billion‐year‐old rock, labeled meteoriteALH84001, is believed to have once been a partof Mars and to contain fossil evidence thatprimitive life may have existed on Mars morethan 3.6 billion years ago. The rock is a portionof a meteorite that was dislodged from Mars bya huge impact about 16 million years ago andthat fell to Earth in Antarctica 13,000 years ago.The meteorite was found in Allan Hills ice field,Antarctica, by an annual expedition of theNational Science Foundation's AntarcticMeteorite Program in 1984. It is preserved atthe Johnson Space Center's MeteoriteProcessing Laboratory in Houston.

O meteorito marciano ALH84001 mostra formações microscópicas que podem ter sido originadas por vida fora da Terra.











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Capacidade do organismo gerar “filhos” com características semelhantes a do progenitor.











Características Universais da Matéria VivaREPRODUÇÃO

Os virus são organismos controversos, pois algumas escolas não o consideram como organismo vivo por não apresentar metabolismo e reprodução próprios, dependendo sempre de uma célula hospedeira











Características Universais da Matéria VivaREPRODUÇÃO

Poderíamos considerer os vírus como viva se aceitarmos que seu metabolismo e reprodução ocorrem no hospedeiro,

semelhantemente ao ciclo de alguns parasitas.

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Alterações ao acaso que ocorremno material genético são essenciais para que a evolução ocorra. Muitas alterações levam à morte celular e outras alterações maléficas mas algumas poucas alterações podem ser benéficas para a célula.











Características Universais da Matéria VivaMUTAÇÕES











A capacidade em que o organismo têm de se adaptar aos maisdiversos ambientes

Características Universais da Matéria VivaADAPTAÇÃO

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Fatores de Crescimento

Formação de Filopódios

Formação de Lamelipódios Adesão Focal

Miosina IIArp2/3 Cofilina











-Toda o organismo vivo deve estar em íntimo contato com o meio de forma que o meio promove estímulos para o organismo como exemplo: divisão, crescimento e morte celular

Características Universais da Matéria VivaRESPOSTA À ESTÍMULOS











O organismo deve ser capaz de transformar a energia contida em componentes externos em moléculas energéticas responsáveis pelas funções fundamentais para sua existência.

Características Universais da Matéria VivaCAPACIDADE DE TRANSFORMAR ENERGIA DO MEIO

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É a capacidade de utilizar componentes do meio (substrato) para adquirir energia e combustíveis necessários para se manter, crescer e reproduzir.

Características Universais da Matéria VivaNutrição











Características Universais da Matéria VivaMetabolismoCapacidade de utilizar os componentes adquiridos na nutrição para direcionarreações necessárias para a manutenção de suas funções vitais

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