Origem e Evolução Celular Origem da Vida na Terra

Transcrição

1 Origem e Evolução Celular Origem da Vida na Terra

2 TEORIA DA EVOLUÇÃO QUÍMICA OU MOLECULAR Teoria de Oparin & Haldane ( ) - Início do processo evolutivo que originou as células: aproximadamente 4,5 bilhões de anos atrás

3 Terra Primitiva: Atmosfera primitiva: - Vapor d água - Amônia - Metano - Hidrogênio - Sulfeto de hidrogênio - Gás carbônico e monóxido de carbono Superfície primitiva: - Grande quantidade de água Oceanos Caldo primordial Lagoas Gases e substâncias inorgânicas sobre minerais como argilas = + Calor, raios UV e descargas elétricas Desgaseificação vulcânica Síntese pré-biótica Primeiros compostos orgânicos

4 Síntese pré-biótica - demonstrada por Stanley L. Miller e Harold Hurey, em misturou CH 4, NH 3, H 2 e H 2 O - submeteu a descargas elétricas (simulando raios) por 1 semana Verificou que o líquido apresentava aminoácidos Compartimento oceânico Compartimento atmosférico Condensação Água fria Calor

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6 Etapas da origem da vida (1 célula) - amônia, formaldeído, cianeto, acetaldeído - polímeros de aminoácidos: proteínas - ácidos nucléicos DNA ou RNA?? 1 o. RNA atividade enzimática 2 o. DNA polimerização Síntese de novas proteínas - fosfolipídeos: bicamadas fosfolipídicas Moléculas biogênicas Proteinóides ou coacervados Primeiras células (3,5 x 10 9 anos)

7 Sucesso da síntese pré-biótica foi possível graças: - Grande quantidade de nichos no ambiente terrestre: - Tempo de duração: 1 a 2 bilhões de anos - Ausência de oxigênio na atmosfera:

8 Contestamentos do Experimento de Miller-Hurey - Atmosfera não tão redutora: metano e amônia poderiam não estar compostos na atmosfera terrestre (destruição pela radiação UV) - Oceanos diluíam muito os compostos

9 Hipóteses alternativas - síntese das partículas na atmosfera - síntese nas fontes hidrotermais de 400 o C - Panspermia e cometas como fontes Hale-Bopp (1997), EUA gelo sujo, água, álcool metílico, monóxido de carbono, cianidreto, sulfidreto, etc.

10 Primeiras Células Evolução Celular

11 Primeiras células - Provavelmente procariotos, sem núcleo Estromatólitos(microfósseis): Austrália e África (3,5 bi)

12 Primeiras células - Aquáticas - Inicialmente heterotróficas: nutriam-se de moléculas orgânicas do próprio ambiente (quimiotróficas) - Anaeróbicas: atmosfera anóxica - Assexuadas

13 Primeiras células Correspondem às atuais - EXTREMÓFILAS - Archaea os antigos Igniococcus Nanoarchaeum equitans

14 Duas situações Escassez de nutrientes Ambiente ( radiação UV) Desenvolvimento de estratégias para produção do seu próprio alimento = Favorecimento de pigmentos (inicialmente protetores) = Evolução do metabolismo = Evolução celular

15 Primeiras Células Fotossintetizantes - Fotossintetizantes anoxigênicas e fermentadoras Heliobacter Chloroflexus

16 Fotossintetizantes oxigênicas - Semelhantes as atuais cianobactérias Oscillatoria

17 Fotossintetizantes oxigênicas OXIGENAÇÃO ATMOSFÉRICA consequências Formação da camada de ozônio (O3) Aproveitamento da energia por processo que utiliza oxigênio (aeróbio ou respiração)

18 Primeiras células Aeróbicas Halococcus

19 Origem das células Eucarióticas aeróbicas - 2,7 bilhões de anos atrás (depois da evolução procariótica que durou cerca de 1 bilhão de anos) - a partir de células procarióticas anaeróbicas - maior complexidade Origem do sistema de endomembranas Origem de organelas como mitocôndrias e cloroplastos

20 Surgimento do sistema de endomembranas Ác. nucléico Parede celular Membrana plasmática Vesícula endocitó tica DNA Invaginação da membrana Compartimentos internos Procarioto Perda da parede celular Membrana plasmática flexível Precursor do peroxissomo Núcleo primordial Elementos do citoesqueleto DNA envolto por retículo endoplasmático Lisossomo Proteínas dão suporte à célula e a tornam flexível (citoesqueleto) Aparelho de Golgi Retículo endoplasmático Núcleo Eucarioto

21 ORIGEM DAS MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS - associação (simbiose) com células procarióticas Teoria da endossimbiose (Lynn Margulis )

22 Teoria da endossimbiose Ác. nucléico Parede celular Membrana plasmática Vesícula endocitótica DNA Aparelho de golgi Procarioto Eucarioto Mitocôndrio Peroxissomo Retículo endoplasmático Envoltório nuclear Lisossomo Cloroplasto Elementos do citoesqueleto Precursor do peroxissomo Núcleo primordial Elementos do citoesqueleto Lisossomo Aparelho de Golgi Retículo endoplasmático Núcleo Precursores de cloroplastos Precursores de mitocôndrios

23 Evidências Mitocôndrias e cloroplastos: - similares aos procariotos em tamanho - dividem-se por fissão binária - possuem seu próprio DNA, que é diferente do existente no núcleo - ribossomos e RNA ribossômico característicos de procariotos - organelas rodeadas por duas membranas a mais interna é diferente em relação às demais e semelhante à dos procariotos

24 Mitocôndrias origem de Cloroplastos origem de Procarioto aeróbico Habilidade de uma célula anaeróbica obter energia de metabolismo aeróbico Eventos de endossimbiose Procarioto fotossintetizante (cianobactéria) Independência nutricional -Altamente vantajosos e, portanto, selecionados ao longo da evolução. - Maioria dos genes dos procariotos foi incorporado ao genoma da célula eucariótica aumento da diversidade.

25 Resumo da Evolução Celular

26 Vídeo Recomendado Origens da Vida: O Início de Tudo National Geographic Channel osdi