origem da vida - Rede La Salle
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ORIGEM DA VIDA ORIGEM DA VIDA O processo pelo qual surge a vida na Terra até hoje não foi totalmente definido pela Ciência. Estima-se que o planeta Terra tenha aproximadamente 4,6 bilhões de anos. As formas de vida mais antigas conhecidas são bactérias de 3,5 bilhões de anos. ORIGEM DA VIDA ABIOGÊNESE • Base da teoria: - Acreditava-se que os seres vivos originavam-se de matéria inanimada por meio de uma força vital; • Aceita por mais de 2.000 anos; • Manteve-se até ao final do século XVIII; • Principal defensor e percursor foi o filósofo grego Aristóteles. Camiseta suja + milho Cadáver rato larvas ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE • Base da teoria: - Organismos provêm de outros preexistentes. - Francesco Redi – 1668 • O biólogo italiano Redi , em 1668, deu inicio ao combate à teoria da Abiogênese. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE – Experimento de Redi. Redi colocou algumas larvas dentro de um vidro fechado. Observou por algum tempo e constatou que essas larvas formavam uma carapaça e em seguida liberavam moscas. Constatou que as moscas originavam-se das larvas, mas e as larvas? qual seria a origem. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE – Experimento de Redi. Em uma segunda etapa Redi colocou pedaços de carne em vidros deixando alguns abertos e outros fechados por panos finos; As moscas eram atraídas pelo cheiro da corne e pousavam sobre a carne dos frascos abertos; Em algum tempo começou a surgir larvas sobre a carne. Redi concluiu que as moscas eram quem colocavam os ovos que eclodiam em larvas e posteriormente se transformavem em moscas. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • A volta da Abiogênese • Antonie van Leeuwenhoek1674 - Com o aperfeiçoamento do microscópio pelo pesquisador Antonie van Leeuwenhoek, e o estudo dos microorganismos (bactérias, protozoários, leveduras), a abiogênese fotaleceu-se novamente. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • Needham – 1745 Needhan, padre inglês, realizou algumas experiências tentando comprovar a Abiogênese. Ele colocou líquidos nutritivos obtidos com caldo de frutas e carne em frascos e aqueceuos. Depois de aquecidos os frascos foram fechados e novamente aquecidos. Com o microscópio, Needhan verificava o aparecimento de milhões de micróbios, e dizia que haviam surgido por geração espontânea. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • Lazzaro spallanzani – 1770 Lazzaro Spallanzani, padre italiano, realizou novamente trabalhos semelhantes aos de Needhan. Fervendo os caldos nutritivos ao invés de aquecê-los. Depois de fervidos, fechava os frasco cuidadosamente. Segundo ele, o simples aquecimento não era o suficiente para destruir todos os micróbios já presentes no caldo nutritivo. Seus caldos permaneceram livres de germes por vários dias. Needhan, criticou os experimentos de Spallanzani segundo ele, a fervura matou a força vital. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • Louis Pasteur – 1862 (bacteriologista francês) • Demonstrou que: - O ar, o solo, a água e os objetos de um modo geral são contaminados por micro-organismos (bactérias, fungos). • Pasteur defendeu a ideia de que todos os organismos provêm de outros preexixtentes. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • Experimento de Pasteur : Ele preparou um caldo de carne e colocou em diversos frascos; Alguns frascos ficaram com os gargalos normais e abertos e outros foram aquecidos e curvados e abertos; O material foi levado à fervura; Após alguns dias, o material foi analizado, os frascos com gargalo normal e abertos estavam contaminados e os frascos com gargalo curvados permaneciam estéreis. ORIGEM DA VIDA BIOGÊNESE x ABIOGÊNESE • Experimento de Pasteur : Conclui-se que: - Os micro-organismos estavam no ar; - Que todos os organismos provêm de outros preexistentes. A partir dos experimentos de Pasteur foi criado o método de pasteurização e medidas de profilaxia ORIGEM DA VIDA • Pasteur, através de seus experimentos, derrubou a teoria da Abiogense; • Se os organismos provêm de outros preexistentes como surgiu o primeiro ser vivo; • As teorias mais conhecidas que tentam explicar a origem da vida na Terra são: - Panspermia cósmica; - Evolução química; Hipófise heterotrófica; Hipófise autotrófica. ORIGEM DA VIDA – Panspermia cósmica • Svante Arrhenius – 1903 • Essa hipótese, também conhecida como extraterrestre, propõe que os primeiros seres vivos (microorganismos) chegaram à Terra, provenientes de outros locais do cosmo, em fragmento de meteoritos e poeira espacial. ORIGEM DA VIDA – Panspermia cósmica • Svante Arrhenius – 1903 • Essa teoria é vaga e não explica como esses seres teriam se originado no seu planeta de origem. • Também não explica como esses seres teriam se adaptado à atmosfera terrestre. ORIGEM DA VIDA – Hipótese Evolucionista • Hipótese evolucionista • Sugere que a vida tenha surgido das combinações entre os elementos químicos que constituíam o cenário da Terra primitiva. Hipótese Heterotrófica Hipótese Autotrófica ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica Hipótese Heterotrófica - A hipótese heterotrófica propõe que as primeiras formas de vida seriam muito simples e incapazes de produzir seu próprio alimento, obtendo nutrientes de fontes externas; - Formulada por John Haldane em 1929 e aperfeiçoada por Aleksander Oparin em 1936. ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Terra primitiva • Há cerca de 4 bilhões de anos, ocorriam constantes erupções vulcânicas, que liberavam grandes quantidades de gases: metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapores de água (H2O). • Não existia nitrogênio e o oxigênio era escasso. • Ausência da camada de ozônio; • Temperaturas elevadas; ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Oceanos primitivos • Com o passar de milhões ou milhares de anos a terra foi resfriando a água então se acúmulou originando os primeiros mares, aonde teria início as reação químicas que deu origem aos primeiros seres vivos. ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Oceano primitivo ( Reações químicas.) DESCARGAS ELÉTRICAS Proteínas Aminoácidos Subst.simples METANO AMÔNIA HIDROGÊNIO VAPORES D’ÁGUA Aminoácidos Subst.simples Aminoácidos Subst.simples FORMAÇÃO SUBSTÂNCIAS SIMPLES Proteínas Proteínas Proteínas FORMAÇÃO SUBSTÂNCIAS COMPLEXAS COACERVADO ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Oceano primitivo ( Reações químicas.) CO2 Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas Proteínas COACERVADO Proteínas Proteínas PROTOCÉLULA = PRIMEIRO SER VIVO CÉLULA PROCARIONTE HETERÓTROFA (seres anaeróbios) ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Oceano primitivo ( Reações químicas.) CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CÉLULA PROCARIONTE HETERÓTROFA (fermentação seres anaeróbios) CÉLULA PROCARIONTE AUTÓTROFA (fotossíntese seres aeróbios) O2 O2 O2 Surgimento Do Oxigênio Livre ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • Experimento de Miller - Stanley Miller, 1950 - Miller desenvolveu um aparelho para simular as condições da atmosfera primitiva e obteve moléculas orgânicas simples como aminoácidos. ORIGEM DA VIDA – Hipótese Heterotrófica • A composição da atmosfera primitiva não é aceita por alguns cientistas . • Na atualidade alguns estudiosos acreditam que a atmosfera primitiva era composta por: - dióxido de carbono; monóxido de carbono; nitrogênio; hidrogênio; vapores d’água, pois os vapores dos vulcões atuais contêm esses componentes. • A escassez de oxigênio é consenso. ORIGEM DA VIDA – Hipótese Autotrófica Hipótese Autotrófica Essa teoria acredita que os primeiros seres vivos eram autótrofos, ou seja capazes de produzir seu próprio alimento através do processo de químiossintese, utilizando energia de fontes termais. CITOLOGIA O ESTUDO DAS CÉLULAS Citologia • Citologia- É o estudo das células. • Célula – unidade funcional e estrutural dos seres vivos ou seja, menor unidade morfofisiológica dos organismos vivos. Histórico celular • A primeira observação celular ocorreu em 1665 pelo cientista inglês Robert Hooke, que realizava observações de finas camadas de carvalho. • Em suas pesquisas Hooke usou um microsópio rudimentar e conseguiu observar paredes celulares mortas na casca da planta. • Essas paredes formam pequenas cavidades as quais o cientista chamou de célula ( do latim cella = pequena cavidade). TEORIA CELULAR • A célula é a menor unidade de vida; • Todos os seres vivos são formados por uma ou varias células; • As reações vitais de um organismo ocorrem no interior da célula; • As células sempre se originam de outras células; • As células são portadoras de material genético (DNA) através do qual, características da célulamãe são transmitidas para as células-filhas; • As células possuem formas ORGANIZAÇÃO CELULAR ACELULAR QUANTO A PRESENÇA OU AUSÊNCIA CELULAR UNICELULAR CÉLULA QUANTO AO NÚMERO PLURICELULAR QUANTO A COMPLEXIDADE CELULAR PROCARIONTE ANIMAL EUCARIONTE VEGETAL ORGANIZAÇÃO CELULAR • Presença ou ausência de célula: ACELULAR = não possui célula (s) , o único considerado organismo vivo que não possuem célula são os vírus. CELULAR = possuem célula (s), todos os outros organismos, exceto o vírus, possuem célula ou células. ORGANIZAÇÃO CELULAR • Quanto ao número de célula: UNICELULAR = organismos que possuem apenas uma célula. Ex . bactérias, cianobactérias, protozoários, algas e fungos. PLURICELULAR= organismos que possuem mais de uma célula. Ex. fungos, algas, plantas, animais e etc. ORGANIZAÇÃO CELULAR ORGANIZAÇÃO CELULAR • Quanto a complexidade celular: PROCARIONTES = são organismos formados por célula extremamente simples, primitivas, nessa célula não está presente a estrutura celular chamada núcleo. O material genético fica solto no citoplasma. Não possuem organelas membranosas. Essa célula está presente no reino Monera( bactérias e cianobactérias). ORGANIZAÇÃO CELULAR • Quanto a complexidade celular: • EUCARIONTES= são organismos constituídos por células mais complexas. A célula eucariótica possui um núcleo verdadeiro delimitado por uma membrana chamada cariotéca. No citoplasma encontram –se várias organelas responsáveis pelo funcionamento celular. Os organismos protistas pertencem aos Reinos Protista, Fungi, Plantae e Animalia ORGANIZAÇÃO CELULAR • Partes básicas da célula eucariótica: - Membrana plasmática; - Citoplasma; - Núcleo. CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS • Em 1969, um cientista americano ( Robert H. Whittaker), propôs a classificação dos seres vivos em cinco reinos de acordo com: Número de células ( unicelular/ pluricelular) ; Presença de núcleo individualizado ( procarionte/ eucarionte); Forma de nutição (autótrofo/ heterótrofo) REINOS MONERA Bactérias e cianobactérias UNICELULAR PROCARIONTE AUTÓTROFOS HETERÓTROFOS PROTISTA Protozoários e algas UNICELULAR PURICELULAR EUCARIONTE AUTÓTROFOS HETERÓTROFOS FUNGI Fungos UNICELULAR PURICELULAR EUCARIONTE HETERÓTROFOS PLANTAE Plantas PLURICELULAR EUCARIONTE AUTÓTROFO ANIMALIA Animais PLURICELULAR EUCARIONTE HETERÓTROFOS CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS • Em 1977, o microbiologista Carl Woese propôs um novo sistema de classificação dos seres vivos que se baseia em sequências de RNAr (ribossomico). Com essa nova proposta, os organimos podem ser divididos em três domínios: DOMÍNIO Archeae Arqueobactérias Bactéria Demais bactérias Eucarya Protista Fungi Plantae Animalia Membranas celulares Estrutura da membrana celular • Toda a célula é envolvida por uma delgada película,semipermeável a membrana plasmática. • Funções: Delimita a célula; Dá forma a célula; Protege a célula; Controla a entrada e saída de substâncias sendo assim, uma barreira seletiva. Estrutura da membrana celular O modelo da membrana plasmática é denominada mosaico fluido e foi proposta , no início da década de 1970, pelos cientistas Jonathan Singer e Garth Nicholson. Nesse modelo existe um mosaico de moléculas proteicas colocadas em uma camada fluída de lipídios Estrutura da membrana celular Composição química: A membrana possui uma composição básica lipoprotéica, ou seja, formada por lipídios (fosfolipídios e colesterol) e proteínas. fosfolipídios Estrutura da membrana celular Composição química: A camada de fosfolipídios apresenta duas regiões: Polar- hidrófila (afinidade com a água); Apolar- Hidrófoba ( não possui afinidade com a água). Estrutura da membrana celular Composição química: Na parte externa da membrana plasmática de células animais, principalmente de tecidos epiteliais . Encontram as glicoproteínas ( carboidratos + proteínas). O conjunto de glicoproteínas chama-se glicocálix. O glicocálix atua no reconhecimento celular possibilitando que células semelhantes sofram aderência e rejeitando as diferentes. Atuam portanto: identificando bactérias invasoras, compatibilidade sanguínea, rejeição de transplantes. Especializações da membrana celular • As membranas celulares de certos animais, principalmente dos tecidos epiteliais, costumam apresentar algumas modificações ou especializações, que permitem a realização aprimorada de algumas funções como: - Adesão; - Comunicação entre as células; - Absorção. As mais importantes especializações são: - Desmossomos; - Microvilosidade; - Interdigitações. Especializações da membrana celular • DESMOSSOMOS - Aumento da adesão celular entre células vizinhas, impedindo a entrada se substâncias estranhas; - Presentes em células epiteliais. Especializações da membrana celular • MICROVILOSIDADES - Aumento da superfície de absorção; - Presente em células da mucosa intestinal, túbulos renais. Especializações da membrana celular • INTERDIGITAÇÕES - São dobras que encaixam as membranas lateralmente; Aumento da superfície de absorção; - Presente em células dos túbulos renais. Fisiologia da membrana celular • Além de proteger e delimitar a célula a membrana celular ou plasmática é uma barreira seletiva ou seja controla o que entra e o que sai da célula. Sendo assim, semipermeável; • A passagem de substâncias pela membrana é chamado transporte celular. Fisiologia da membrana celular Soluto= substância disolvida pelo solvente; Solvente = água (substância que disolve o soluto. Soluções: Hipotônica- solução menos concentrada em relação à outra solução; Hipertônica- solução mais concentrada em relação à outra solução; Isotônica – duas soluções com a mesma concentração. Ex: soro x interior celular. Transportes celulares • A passagem de substâncias pela membrana é chamado transporte celular. Passivo- não ocorre gasto energético pela célula; Ativo- ocorre gasto energético pela célula; Em massa- grandes moléculas que não conseguem passar pela membrana. Transporte passivo • Sem gasto de energia; • Equilíbrio de concentrações; • Substâncias passam do meio em maior quantidade para o meio em menor quantidade. MAIOR MENOR Transporte passivo • Difusão simples - Sem gasto de energia; - A favor de um gradiente de concentração; - Algumas substâncias atravessam facialmente a membrana do meio hipertônico para o meio hipotônico; - Como anestésicos, álcool, oxigênio, gás carbônico. Transporte passivo • Difusão facilitada - Sem gasto de energia; - A favor de um gradiente de concentração; - Algumas substâncias como aminoácidos e glicose não conseguem atravessar a parte lipídica da membrana por isso dependem das proteases, proteínas transportadoras. Que colocam essas susbtâncias para o interior da célula. Transporte passivo • Osmose • É a passagem de água pela membrana celular. Esse mecanismo ocorre do meio hipotônico para o meio hipertônico. Transporte passivo • Osmose - Exemplos de osmose: Folhas verdes de salada perdem água para o tempero (sal, vinagre…) Micro-organismos morrem desitratados (carne salgada). Transporte passivo • Osmose • Exemplo de osmose nas hemácias: Transporte ativo • Bomba sódio e potássio - Gasta energia da célula; - Ocorre contra um gradiente de concentração; - Passagem de soluto de um meio hipotônico para um meio hipertônico. - Mantem as diferenças iônicas de sódio (Na) e potássio (K). - Desse transporte constante depende das atividades dos neurônios. Transporte ativo Transporte em massa • Ocorre quanto as células carregam, para dentro ou para fora do seu citoplasma, partículas maiores ou macromoléculas, que não cosneguem atravessar diretamente a membrana plasmática • Quando ocorre o transporte para dentro da célula é chamado endocitose; • Quando ocorre o transporte para for a da célula é chamado exocitose. Transporte em massa • Endocitose - Permite capturar partículas para dentro da célula. A endocitose é dividida em: Fagocitose- partículas sólidas. Pinocitose- partículas líquidas. Transporte em massa • Quando ocorre o transporte para fora da célula é chamado exocitose. - Eliminam resíduos metabólicos Citoplasma e Organóides celulares CITOPLASMA • O citoplasma constitui a parte interna da célula. Nele está imersa as organelas, nos seres eucarióticos o núcleo; • O citoplasma possui uma constituição gelatinosa formada por água, sais minerais, proteínas….. CITOPLASMA • Organelas – responsáveis pelo funcionamento celular . Cada organela desempenha uma ou algumas funções específicas. Retículo Endoplasmático liso Retículo Endoplasmática rugoso Transporte , troca e armazenamento de substâncias Síntese de proteínas, síntese de lipídios e esteróis, detoxificação e glicogenólise Complexo de golgi Secreção celular Lisossomos Digestão celular Ribossomos Produção de proteínas Cloroplastos Fotossíntese Mitocôndrias Produção energética ORGANELAS Centríolos Cílios e flagelo Túbulos responsáveis em separar os cromossomos no processo de divisão celular São estruturas responsáveis pela locomoção da célula NÚCLEO E MATERIAL GENÉTICO NÚCLEO Estrutura presente no interior das células eucariontes, abriga o material genético. O material genético transmite as informações para as próximas geração. De que forma será o novo organismo. NÚCLEO • O núcleo possui: • Envoltório nuclear ou carioteca; Estrutura membranosa lipoprotéica que da forma ao núcleo e permite a entrada e saída de substâncias e macromoléculas como o RNA. Nucleoplasma ( parte interna do núcleo) Um líquido constituído principalmente de água e proteínas. O nucleoplasma abriga o nucléolo e a cromatina. • • Nucléolo Estrutura encontrada dentro do núcleo que possui a função de fabricar ribossomos. • Cromatina Material genético, DNA + Proteínas histonas. A cromatina quando condensada vai formar os cromossomos. ÁCIDOS NUCLEICOS DNA/ RNA Classificação dos ácidos nucleicos • O código da vida é constituído por substâncias orgânicas, que apresentam caráter ácido, por isso recebem o nome de ácidos nucleicos. • Existem dois ácidos nucleicos: DNA- ácido desoxirribonuleico; RNA- ácido ribonucleico; Estrutura do DNA: ácido desoxirribonucleico • O DNA é uma macromolécula orgânica, dupla hélice, disposta de forma helicoidal. onde está contido as informações genéticas do indivíduo. Estrutura do DNA: ácido desoxirribonucleico • O DNA é formado pelo encadeamento de unidades menores chamados nucleotídeos. • O nucleotídeo é composto por três componentes: Um grupo fosfato; Uma pentose ( monossacarídeo com cinco carbonos); Uma base nitrogenada. Estrutura do DNA: ácido desoxirribonucleico • As bases presentes no DNA são: Adenina (A) PÚRICAS Guanina (G) Citosina (C) PIRIMÍDICAS Timina (T) Estrutura do DNA: ácido desoxirribonucleico Estrutura do DNA: ácido desoxirribonucleico • O DNA aberto assemelha-se a uma escada onde: - Os corrimões são formados pelo conjunto de fosfato e pentoses; - Cada degrau é constituído por um par de bases nitrogenadas que são ligadas por pontes de hidrogênio. - A - C T G Replicação do DNA • A replicação é o processo de duplicação (criar uma cópia) do DNA. • Por que há a necessidade de uma nova molécula de DNA? Para a produção de novas células com a mesma constituição química de DNA. - Crescimento; - Regeneração celular; - Reprodução assexuada. Transferencia de informação genética de geração em geração. Replicação do DNA • Replicação semiconservativa Cada filamento original serve de molde para a produção de um novo filamento. A molécula-mãe dá origem a duas moléculas-filhas idênticas que terão uma das fitas originais. Replicação do DNA • Replicação semiconservativa Para o processo de cópia atuam algumas enzimas que são fundamentais no processo: DNA-helicase - Rompe as pontes de hidrogênio da fita original. DNA-polimerase - Passa pela fita que está se formando para corrigir possíveis erros. DNA-ligase - Liga os novos nucleotídeos aos nucleotídeos da fita molde. DNA- localização Localização do DNA: Núcleo da célula; Mitocôndrias; Cloroplastos. Estrutura do RNA: ácido ribonucleico • É uma cópia de um segmento do DNA; • Atua na produção de proteínas; Possui apenas uma fita; A base nitrogeneda timina é susbtituída por uracila no RNA; A pentose é a ribose. Transcrição do RNA • A formação do RNA ocorre pela transcrição. Esse processo se dá com a utilização de uma das cadeias de DNA, como molde para a formação de RNA. Transcrição do RNA • Processo: Enzima RNA-polimerase rompe as pontes de hidrogênio da sequência do DNA utilizada como molde; Os nucleotídeos livres e a ribose encaixam-se na cadeia de DNA ( a uracila se liga a adenina). Da mesma forma que o DNA, os nucleotídeos de RNA são produzidos pela própria célula, com base nos nutrientes que ela absorve. RNA • Existem três tipos de RNAs com diferenças estruturais e funcionais: RNA ribossômico (RNAr); RNA mensageiro (RNAm); RNA transportador (RNAt). Todos são cópias de partes do DNA e irão atuar na síntese de proteínas juntamento com os ribossomos no citoplasma da célula. Principais diferenças entre: DNA e RNA DNA RNA Pentose Desoxirribose Ribose Bases nitrogenadas Adenina (A), guanina (G), Citosina ( C) e timina (T) Adenina (A), guanina (G), Citosina (C) e uracila (U) Cadeia de nucleotídeo Duas uma Exame de DNA • As pessoas são únicas com padrões diferentes na sequência das bases do DNA; • Apenas os gêmeos idênticos possuem a mesma sequência de DNA (mas digitais deiferentes); • Devido a precisão os teste de DNA podem ser usados para: - Identificar pessoas; - Teste de paternidade; - Pesquisa na indústria farmacêutica ( vacinas, reagentes de diagnóstico); - Pesquisa acropecuária (animais e plantas transgênicos) Exame de DNA
