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Origem dos seresOrigem dos seresOrigem dos seresOrigem dos seres eucarionteseucarionteseucarionteseucariontes É lógico pensar-se que os primeiros seres vivos tenham sido muito simples e certamente procariontes. Apesar da organização simples que os procariontes apresentam foi certamente a partir deles que se originaram outras formas de maior complexidade. Existem 2 modelos explicativos que relacionam a origem dos eucariontes com procariontes:

HIPÓTESE AUTOGÉNICAHIPÓTESE AUTOGÉNICAHIPÓTESE AUTOGÉNICAHIPÓTESE AUTOGÉNICA � Eucariontes resultaram de uma evolução gradual dos procariontes

� Célula eucariótica surgiu a partir de invaginações sucessivas da membrana plasmática da

célula procariótica, desenvolvendo-se assim sistemas endomembranares

� Algumas invaginações armazenaram o DNA formando o núcleo e outras membranas

evoluíram formando organelos semelhantes ao RE

� Algumas porções de material genético saíram do núcleo e evoluíram sozinhas no interior de

estruturas membranares formando-se organelos como as mitocôndrias e os cloroplastos

� Hipótese não aceite… - O material do núcleo e dos organelos que se formaram (mitocôndrias e cloroplastos) teria

uma estrutura idêntica e tal não de verifica.

- O material genético destes organelos é mais semelhante ao das bactérias autónomas.

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HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA (Lynn Margulis)

� Eucariontes resultaram da evolução conjunta de vários procariontes, os quais estabeleceram

relações simbióticas entre si � Uma célula procariótica (célula hospedeira) terá captado outras células procarióticas menores

(ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos) que inicialmente eram organismos autónomos

� As células capturadas estabeleceram com a célula hospedeira relações de simbiose

� A cooperação foi tão íntima e eficaz que se tornaram dependentes e passaram a constituir

organismos singulares – surgimento da célula eucariótica constituída por vários organelos (mitocôndrias e cloroplastos)

� As mitocôndrias resultaram de associações simbióticas entre a célula hospedeira e um

procarionte heterotrófico aeróbio (que teria desenvolvido capacidade de produzir energia

utilizando O2 no processo de degradação de compostos orgânicos) � Os cloroplastos resultaram de associações simbióticas com um procarionte autotrófico –

cianobactéria (capaz de utilizar energia luminosa para produzir compostos orgânicos uma vez que

teriam capacidade fotossintética)

Vantagens da associação da célula hospedeira, anaeróbia e heterotrófica com ancestrais de mitocôndrias e de cloroplastos:

☺ Maior capacidade de metabolismo aeróbio, num meio em que a [ O2 ] estava a aumentar

☺ Maior facilidade em obter nutrientes, produzidos pelo endossimbionte autotrófico

Estabelecimento das relações simbióticas terá sido sequencial: (nem todas as células eucarióticas possuem cloroplastos)

As 1ªs relações simbióticas terão sido estabelecidas com os ancestrais das mitocôndrias e, só

posteriormente, algumas dessas células terão estabelecido associações com os ancestrais dos

cloroplastos

Aspectos que apoiam a Hipótese Endossimbiótica para a origem das mitocôndrias e dos cloroplastos:

• Mitocôndrias e cloroplastos têm forma e tamanho semelhante aos procariontes.

• Produzem as suas próprias membranas internas e dividem-se por um processo semelhante à

bipartição das bactérias.

• Possuem o seu próprio DNA, uma molécula circular sem histonas (= aos procariontes).

• Os ribossomas das mitocôndrias e cloroplastos são mais semelhantes com os ribossomas das

células procarióticas do que com os da própria célula a que pertencem.

• Possuem 2 membranas; na membrana interna localizam-se enzimas e sistemas de transporte como

os encontrados na membrana plasmática dos procariontes. A membrana interna terá derivado dos

procariontes endossimbiontes e a membrana externa da célula hospedeira.

• Ainda hoje se verificam casos de simbiose obrigatória entre alguns eucariontes e bactérias.

Apesar de terem um genoma próprio as mitocôndrias e cloroplastos não são geneticamente auto-

suficientes – alguns genes necessários ao seu funcionamento estão presentes no núcleo da célula eucariótica. Leva a crer que no decurso da evolução conjunta tenha ocorrido transferência de DNA

dos endossimbiontes para o núcleo da célula hospedeira.

� Pontos fracos:

- não explica a origem do núcleo da célula eucariótica

- não esclarece como é que o DNA nuclear comanda o funcionamento do cloroplasto e da mitocôndria