CIÊNCIAS MOLECULARES E CELULARES

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1 CIÊNCIAS MOLECULARES E CELULARES UE 1 : ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS Conteúdo: Evolução química, evolução biológica, células procarióticas e eucarióticas. Profª Anézia Lima Chaves Ribeiro

2 A CÉLULA A TEORIA CELULAR diz que As células são componentes fundamentais de todos os organismos vivos. A célula é a unidade morfofisiológica dos seres vivos.

3 ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA 1ª observação 1665 /Hooke espaços da cortiça ( celas ). dá estrutura e funcionamento ao ser vivo do qual a célula faz parte. Células: compartimentos envolvidos por membranas, preenchido com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas;

4 FORMA E TAMANHOS CELULARES Características básicas semelhantes; Estrutura, formas e funções variadas Associadas a especializações funcionais As formas celulares dependem: o tensão superficial o viscosidade do protoplasma, o da ação mecânica que exerce as células contíguas o da rigidez da membrana plasmática e da especialização funcional da célula.

5 FORMA E TAMANHOS CELULARES A maioria das células (multicelulares) exibem forma fixa e típica. Forma mutável ex: protozoários, leucócitos. Formas fixas o Esférica óvulo ou linfócito humano o Prismática células vegetais o Irregular SPTZ,neurônios,, células descamadas da mucosa bucal.

6 FORMA E TAMANHOS CELULARES O tamanho oscila entre amplos limites, a maioria atinge poucos µm. Há células muito maiores o Óvulo humano 0,2mm o Óvulos de aves vários mm de diâmetro. o Acetabularia (alga verde) 10 a 12 cm de altura o Fibras nervosas da medula 1m o PPLO (pleuropneumonia) 0,25 a 0,10 µm de diâmetro.

7 FORMA E TAMANHOS CELULARES Em algumas situações a forma celular pode auxiliar em um diagnóstico. As HTS (disco bicôncavo) forma de foice baixa tensão de oxigênio. Diversidade de formas dos protozoários e bactérias que facilitam a sua identificação.

8 A existência de fósseis coloca a origem da vida a pelo menos 3,5 mil milhões de anos. Há vestígios fósseis de células primitivas em rochas da Groenlândia com pelo menos 3,8 mil milhões de anos. As rochas mais antigas que se conhecem datam de cerca de 3,96 mil milhões de anos e são originárias do Ártico (Canadá). É provável que a vida tenha tido início pouco depois do arrefecimento da Terra e da formação da atmosfera e dos oceanos.

9 ORIGEM DA CÉLULA Procariontes : primeiras células surgiram na terra 3,5 bilhões de anos. Atmosfera: vapor de água, amônia, metano, hidrogênio, sulfeto de hidrogênio e gás carbônico, Evolução Química. O oxigênio livre só apareceu depois, graças à atividade fotossintética das células autotróficas; Antes de surgir a primeira célula: existiam grandes massas líquidas (ricas em substâncias de composição muito simples)

10 ORIGEM E EVOLUÇÃO DA CÉLULA Alguns autores baseiam a sua teoria nos seguintes princípios: as condições existentes na Terra primitiva eram diferentes das de hoje. A atmosfera seria redutora - sem oxigénio rica em hidrogênio. bombardeamento constante da superfície da Terra com raios U.V.

11 EVOLUÇÃO QUÍMICA/ORIGEM DA CÉLULA Substâncias: sob ação do calor e radiação ultravioleta, vinda do sol, e de descargas elétricas oriundas de tempestades frequentes combinaram-se quimicamente primeiros compostos de carbono.

12 EVOLUÇÃO QUÍMICA A descoberta da síntese da ureia em 1828 por Friedrich Woehler, a partir do cianato de amônio (sal inorgânico). Esta síntese derrubou a teoria de que os compostos orgânicos só poderiam ser sintetizados pelos organismos vivos (teoria da força vital). Em 1922 o cientista russo Oparin sugeriu que a vida da célula foi precedida de um período de evolução química.

13 EVOLUÇÃO QUÍMICA/ ORIGEM DA CÉLULA Stanley Miller (1953 experimentos fundamentais): produzindo descargas elétricas em um recipiente fechado, contendo vapor de água, Hidrogênio, Metano e amônia, descobriu que se formavam aminoácidos, tais como alanina, glicina. Stanley Miller (7/3/ /5/2007)

14 EVOLUÇÃO QUÍMICA Sucessivas descargas elétricas, o liquido mudou de cor após duas semanas. 02 AA (ALANINA e GLICINA) Sopa primitiva

15 Produtos obtidos na experiência de Miller: "A production of amino acids under possible primitive Earth conditions Science 1953; 117:

16 Do ponto de vista da bioquímica, os sistemas vivos distinguem-se pelas seguintes características: 1) A capacidade de replicação. 2) A presença de enzimas e outras moléculas complexas necessárias aos sistemas vivos. 3) A membrana que separa os constituintes químicos do ambiente exterior. Sidney W. Fox produziu esferas proteinóides, que embora não sejam células, sugerem uma via possível para a vida celular.

17 CARACTERÍSTICAS DAS MOLÉCULAS PARA FORMAREM OS SISTEMAS VIVOS Durarem Muito Tempo (Estabilidade) Catalizarem a síntese de outras moléculas Gerarem cópias de si mesmas Quais moléculas, que estão presentes nas células atuais, e que possuem essas características? Polipeptídios ( eficiência na ação catalítica) Polinucleotídeos (estabilidade, alta capacidade de guardar informação e replicação) aglomeração de moléculas informacionais. Reprodução

18 Quais as moléculas presentes nas células atualmente se enquadrariam nesse perfil? POLIPEPTÍDIOS (proteínas- eficiente ação catalítica) POLINUCLEOTÍDEOS (DNA e RNA - estabilidade, alta capacidade de guardar informação e replicação)

19 RETRATO FALADO DA 1º CÉLULA Aquática Procariótica - Bactérias Anaeróbica - Heterótrofa Assexuada Evolução na obtenção de energia Fermentação, Quimiossíntese, Fotossíntese e Respiração Aeróbica.

20 ORGANIZAÇÃO ATUAL DO MUNDO VIVO 1. ACELULARES: vírus, viróides e príons. 2. CELULARES : 2.1. PROCARIONTES: bactérias EUCARIONTES: UNICELULARES: protistas PLURICELULARES: SEM TECIDOS: fungos COM TECIDOS: ACLOROFILADOS: animais CLOROFILADOS: plantas.

21 Os cinco reinos a que pertencem os seres Vivos. O reino Monera único cujas células são procariontes, é constituído pelas bactérias incluindo as cianofíceas Algas Azuis. Nos demais todas as células são eucariontes.

22 Evolução dos mecanismos de obtenção de energia pelos seres vivos Fermentação Quimiossíntese Fotossíntese Respiração Aeróbica.

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24 CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES Procariontes Cromossomos não estão separados do citoplasma por membranas Eucariontes Núcleo individualizado

25 DO PROCARIONTE AO EUCARIONTE Membrana Plasmática - Protetora e reguladora - Entrada e saída de substância - Meio interno do externo (físico-químico) Formação de dobras, cisternas, vesículas, compartimentos e retículos originados da membrana primordial - Nascimento da célula eucariótica - Sistemas de endomembranas

26 CÉLULAS PROCARIONTES Pobreza de membranas (somente a membrana plasmática) Procariotas Bactérias Membrana plasmática respiração celular Parede celular Proteção mecânica Ribossomo ligados à moléculas de RNA

27 CÉLULA PROCARIONTE Cromossomo - 2 ou mais indênticos, circulares e presos a membrana plasmática. - constituido de DNA. Podem ter mesossomos Não tem citoesqueleto - A forma é dada pela parede celular - esféricas ou bastão

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29 AS CÉLULAS EUCARIONTES Ricas em membranas Morfologicamente: - Citoplasma, envolvido pela membrana plasmática - Núcleo, envoltório nuclear Possui vários compartimentos com funções diferentes

30 DO UNICELULAR AO MULTICELULAR Mais da metade da biomassa da terra é formada por seres unicelulares Com a união de seres unicelulares para formarem colônia, surgiram os multicelulares Vantagens dos seres multicelulares - Proteção dos órgãos internos - Exploração de novos ambientes - Evolução na comunicação celular - Criação de memória celular - Diversidade de função e eficácia metabólica

31 DO UNICELULAR AO DO UNICELULAR MULTICELULAR AO MULTICELULAR Qual a vantagem evolutiva dos seres multicelulares? proteção dos órgãos internos, especialmente os reprodutores; camadas de células mortas na superfície do organismo, possibilitando a exploração de novos ambientes mais agressivos:

32 Evolução DO PROCARIONTE Biológica AO EUCARIONTE O grande avanço adaptativo formação de dobras, cisternas, vesículas, compartimentos e retículos originados da membrana primordial era o nascimento da CÉLULA EUCARIÓTICA, com seu SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS.

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34 UMA PRESPECTIVA GENÔMICA DA EVOLUÇÃO UMA PRESPECTIVA GENÔMICA DA EVOLUÇÃO HISTÓRIA EVOLUTIVA COMUM: Compartilhamento de milhares de pts. específicas, centenas de maquinarias macromoleculares e a maior parte das organelas UNIVERSALIDADE: Proteínas metabólicas Código genético Estrutura das organelas

35 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS De ROBERTIS, E. M. F. & HIB, J. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, JUNQUEIRA, L. C. & CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 8ª. ed. Guanabara Koogan. Rio de Janeiro THOMPSON & THOMPSON, NUSSBAUM, R. L. et al. Genética Médica, 6ª. ed. Elsevier: Rio de Janeiro, 2002.

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