Evolução biológica. De onde provém, então, a diversidade de formas que manifestam?

Transcrição

1 Evolução biológica Porque razão todos osorganismos vivos estão ligados comoquepor umarede universal que torna os mecanismos da vida profundamente idênticos? De onde provém, então, a diversidade de formas que manifestam?

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3 Dos procariontes aos eucariontes Como é que ocorreu?

4 Duas teorias Dois modelos Modelo autogénico Modelo endossimbiótico Actividade 1 da pág. 113 do manual

5 Modelo Autogénico Mitocôndrias ADN Retículo endoplasmático Cloroplasto Eucariontes resultam de evolução gradual de procariontes Invaginação da membrana plasmática Desenvolvimento de sistemas endomembranares por invaginação Invaginações armazenaram o ADN formação do núcleo Porções de material genético abandonam o núcleo evolução isolada dentro de estruturas membranares: mitocôndrias e cloroplastos

6 Modelo Autogénico: argumento desfavorável Modelo Autogénico pressupõe que o material genético do núcleo das mitocôndrias e dos cloroplastos seja igual. o que não é verdade! Este material genético apresenta maiores semelhanças com bactérias!

7 Modelo Endossimbiótico ( Lynn Margulis 1967)

8 Num procarionte ancestral ocorre invaginação da membrana plasmática o que permite o desenvolvimento da membrana nuclear e dos sistemas endomembranares a captação de procariontes aeróbios heterotróficos terá gerado um ancestral eucariótico aeróbio heterotrófico com mitocôndrias.

9 Um ancestral eucariótico heterotrófico com mitocôndrias capta vários procariontes fotossintéticos (ex: cianobactérias), o que origina um ancestral eucariótico fotossintético com cloroplastos.

10 Em síntese

11 Célula procariótica grande capturou outras células procarióticas, que permaneceram no interior, resistindo à digestão. Estabeleceu se entre elas uma relação de simbiose (benefício mútuo, obrigatório) altamente eficaz, pela capacidade de fazer respiração celular ou fotossíntese. Formou seassimum único organismo, estável. As células hóspedes passaram a constituir organitos e a célula hospedeira passou a ser eucariótica. Também o flagelo das células eucarióticas pode ter resultado da fixação de procarióticos alongados na membrana de uma célula hospedeira, que se tornou mais eficaz.

12 Modelo Endossimbiótico: argumentos favoráveis Mitocôndrias e cloroplastos assemelham sese a bactérias: na forma, no tamanho e na estrutura interna e externa. Mitocôndrias e cloroplastos contêm ADN em moléculas circulares, geralmente não associado a proteínas. Produzem as suas próprias membranas (lípidos e proteínas). Asmitocôndrias eoscloroplastos l têm divisão autónoma. A síntese proteica em mitocôndrias e cloroplastos é inibida por substâncias inibidoras de procariontes (ex: cloranfenicol), mas não por inibidores de eucariontes (cicloeximidina) O aminoácido iniciador da cadeia peptídica de uma mitocôndria e de um cloroplasto é a formilmetionina, como nas bactérias, e não a metionina como nos eucariontes. Ribossomas das mitocôndrias e dos cloroplastos semelhantes em tamanho e características bioquímicas aos dos procariontes. Actualmente há relações simbióticas entre bactérias e eucariontes.

13 Comparação dos dois modelos Semelhanças Modelo Autogénico Modelo Endossimbiótico Origem dos eucariontes a partir dos procariontes; Os sistemas endomembranares e o núcleo úl resultam de invaginações da membrana plasmática. Diferenças Origem a partir de um só ser procarionte; Os cloroplastos e mitocôndrias resultam de porções de material genético que abandonaram o núcleo e evoluíram sozinhas no interior de estruturas membranares. Origem a partir de mais do que um ser procarionte; Os cloroplastos e mitocôndrias resultam de associações simbióticas entre uma célula hospedeira procarionte e ancestrais de mitocôndrias e cloroplastos, também eles procariontes.

14 Ainda há alguns aspectos por explicar: Alguns dos genes necessários ái para o funcionamento das mitocôndrias e dos cloroplastos estão presentes no núcleo da célula eucariótica, o que poderia ser um argumento a favor do modelo autogénico. No entanto, verificam se trocas de sequências de ADN entre as mitocôndrias (e entre os cloroplastos) de uma célula; além disso, algumas porções do ADN destes organelos semiautónomos são trocados com o núcleo das células onde se encontram. Assim, admite se que, no decurso do processo de evolução conjunta, que alguns genes das mitocôndrias terão sido transferidos para o núcleo da célula hospedeira.