UNIFENAS

Origem e evolução das células

Evolução das células

Origem das primeiras células

4 bilhões de anos

O2 só apareceu muito depois...

atividade fotossintética de células autotróficas

Vapor d’água + amônia + metano + hidrogênio + sulfeto de hidrogênio + gás carbônico

Há 4 bilhões de anos...• Terra estaria coberta por grandes quantidades de água,

disposta em grandes oceanos e lagoas

Rica em moléculas inorgânicas e gases

Calor + radiação UV(Sol) + descargas elétricas (tempestades)

Combinaram-se para constituir os primeiros compostos de carbono

Caldo Primordial

Substâncias complexas:

Proteínas + ácidos nucléicos

Surgimento espontâneo ou ao acaso

Experimentalmente possível

Origem prebiótica (sem a participação dos seres vivo)

Acúmulo gradual dos compostos de carbono:

1) Enorme extensão da terra (variedade de nichos)

2) Ao longo tempo: 2 bilhões de anos (formação do caldo primordial)

3) Ausência de oxigênio na atmosfera (oxidação)

Somente ácidos nucléicos são capazes de autoduplicação

• RNA simples podem evoluir para moléculas mais complexas, sem auxílio de proteínas enzimáticas (mutiplicação)

Evolução começou do RNA

Primeiras células

Ao acaso formaram-se:

• Moléculas de fosfolipídios • RNA molde DNA• DNA + RNA proteínas

Primeira célula simples Procarionte heterotrófica anaeróbicas RNA + DNA + Proteínas

Esgotamento dos nutrientes....

Manutenção da vida

Surgimento de células autotróficas (cianobactérias)

Surgimento de um sistema capaz de utilizar a luz do sol e armazená-la em ligações simples (sintetizar alimentos e liberar O2)

Fotossíntese

O2 foi liberado pela fotossíntese se acumulando na atmosfera...

• Formação da camada de O3: absorve luz UV protegendo a terra contra a radiação;

• Início da fotossíntese e as modificações na atmosfera foram de grande importância;

• Evolução das células e das diferentes formas de vida hoje existentes (aparecimento de células aeróbicas);

• Bactérias anaeróbicas: restritas a nichos especiais;

Os primeiros seres vivos: as bactérias

Ácido nucléico

CitoplasmaMembrana plasmática

Processo seguinte....

Surgimento das células eucariontes

Células Eucariontes

• Elaborado sistema de membranas• Originaram-se a partir dos procariontes• Invaginações da membrana plasmática

Formando o sistema de endomembranas

Organelas especializadas

Evidências de organelas envolvidas nas transformações energéticas:

• Cloroplastos• Mitocôndrias

Bactérias fagocitadas

Escaparam do processo de digestão intracelular

Simbiontes nas células eucariontes hospedeiras Irreversível com o passar dos anos Mutações

- Possuem seu próprio DNA cuja cadeia é circular como nas bactérias;- Membrana dupla (interna semelhante as bacterianas);- Evolução: mitocôndrias e cloroplastos perderam parte de seu genoma para o núcleo da célula hospedeira;- Maior parte das proteínas das mitocôndrias e cloroplastos RNAm (eucarionte)

Semelhanças com bactérias

Hipótese simbiótica da origem de mitocôndrias e cloroplastos

Célula procariótica inicial

Célula eucariótica fotossintetizante: alguns protistas e plantas

Célula eucariótica não-fotossintetizante: alguns protistas, os fungos e os animais

Bactéria aeróbia em simbiose mutualística

Bactéria aeróbia dá origem à mitocôndria

Carioteca

Cianobactéria

Invaginações da membrana plasmática

Cianobactéria dá origem ao cloroplasto

Bactérias aeróbias

Ácido nucléico

Tamanho e Simbiose

Bactéria

Célula animal

Núcleo

Como teriam surgido as células eucariontes?

• Procarionte DNA- RNA- proteína;• Perderam a parede celular;• Aumentaram de tamanho;• Invaginações da membrana plasmática;• Surgimento de enzimas digestivas (melhor digestão das

partículas de alimento);• Algumas invaginações se desprenderam da membrana

organelas celulares;• DNA se prendeu da membrana para a parte central e

profunda da célula;• Aumento do DNA devido a crescente complexidade celular;• Desenvolvimento do citoesqueleto;

Célula Eucariótica e suas organelas