Propriedades fundamentais da vida

Transcrição

1 Origem da Vida

2 O que é vida?

3 Propriedades fundamentais da vida Movimento incluindo citoplasmático Sensibilidade resposta a estímulos Complexidade organização celular Metabolismo ciclo de energia e matéria Homeostasia manutenção do equilíbrio interno Reprodução Informação hereditária Ácido nucleico

4 Propriedades fundamentais da vida Movimento incluindo citoplasmático Sensibilidade resposta a estímulos Complexidade organização celular Metabolismo ciclo de energia e matéria Homeostasia manutenção do equilíbrio interno Reprodução Informação hereditária Ácido nucleico Qual a mais importante?

5 Stanley L. Miller Definições são coisas que você impõe ao pensamento. É uma discussão estéril, na minha opinião, e não muito útil. Existem tantas coisas mais importantes para descobrir que manter uma discussão sobre definições, eu acredito, é uma perda de tempo

6 Exceções Vírus Organismos compostos principalmente de ácidos nucleicos. Quando livres no ambiente não executam as funções usuais de uma célula viva. Quando dentro de uma célula, utilizam o maquinário da célula para sua replicação. Se enquadram no conceito tradicional de vida??

7 Exceções Príons Proteínas modificadas causadoras de doenças neurodegenerativas e que apresentam resistência à ação das proteases

8 Origem da vida Criacionismo Criação divina Geração espontânea Princípio ativo Quimiossíntese Existência prévia de compostos orgânicos Panspermia Origem extraterrestre RNA Moléculas constituídas por RNA Argila Esqueleto mineral

9 A vida na Terra Monofilética? Sinapomorfias? Produção de energia Síntese de ATP Ácidos nucleicos Informação genética Catalização de reações Enzimas Envoltório citoplasmático Membranas E as bactérias arsênicas? Biosfera das sombras

10 Geração espontânea Aristóteles Defensor mais conhecido dessa hipótese Princípio ativo organizador tornando possível que seres vivos completamente formados eventualmente surgissem a partir da matéria bruta Árvores costeiras originavam gansos, frutos similares a melões, com carneiros completamente formados em seu interior

11 Geração espontânea J.B. Van Helmont Receita para a produção espontânea de camundongos em 21 dias

12 Geração espontânea Francesco Redi (1668)

13 Geração espontânea John Needham (1745) x Lazzaro Spallanzani (1768)

14 Geração espontânea Louis Pasteur (1862)

15 Origem química da vida Experimentos de Pasteur refutaram a abiogênese aristotélica, mas não fizeram menção à origem química da vida Friedich Wöhler (1828) demonstrou que compostos orgânicos podem formar-se a partir de substâncias inorgânicas em laboratório. Aminoácidos, nucleotídeos e lipídios podem se formar a partir de carbono, nitrogênio e energia

16 Sequência de eventos Origem de monômeros orgânicos Polimerização de moléculas Membrana Compartimentalização do sistema vivo Seleção natural DNA < > Proteína

17 Origem de monômeros orgânicos Teoria Oparin-Haldane (década de 20) De acordo com Oparin, compostos orgânicos teriam sofrido reações, levando a uma crescente complexidade molecular, eventualmente formando agregados colóides, ou coacervados. Para Haldane, os oceanos primitivos funcionavam como um imenso laboratório químico, alimentado por energia solar, possibilitando o surgimento de monômeros e polímeros que posteriormente adquiriram membranas lipídicas.

18 Origem de monômeros orgânicos Experimento de Urey-Miller

19 Origem de monômeros orgânicos Experimento de Urey-Miller

20 Origem de monômeros orgânicos Panspermia

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22 Origem de monômeros orgânicos Panspermia

23 Polimerização de moléculas RNA Walter Bilbert (1986) Etapa na origem da vida moléculas autoreplicadoras constituídas por RNA Atividade catalisadora de reações químicas De acordo com essa teoria RNA era o material genética principal Em 2009 criou-se ribonucleotídeos em condições semelhantes às condições primitivas

24 Polimerização de moléculas Proteína Sidney Fox (1963) Criação de Proteinóides moléculas polipectídicas similares a proteínas por simples aquecimento Possibilidade de formar microesferas formação de protocélulas, um passo intermediário para a origem da vida Essas protocélulas teriam a capacidade de crescer e se multiplicar

25 Polimerização de moléculas Argila Minerais argilosos Suporte e o próprio sistema genético da vida primitiva, com posterior substituição por compostos orgânicos De acordo com Graham Cairns-Smith Argila pode facilitar polimerização de proteínas e ácidos nucleicos.

26 Membrana Compartimentalização do sistema vivo Pré-vida Ocorreu em meio milhão de anos Coacervados Microesferas Lipossomos

27 Membrana Compartimentalização do sistema vivo Coacervados G o t í c u l a s ( µ m ) q u e s e f o r m a m espontaneamente de polímeros eletricamente carregados Propriedades osmóticas e são rodeados por uma camada de moléculas de água mantidas unidas por forças hidrofóbicas Ocorrência comum na natureza formam complexos Camada de água representando uma membrana Podem absorver moléculas do meio

28 Membrana Compartimentalização do sistema vivo Microesferas Proteicas Vesículas de água rodeadas de uma camada de proteína formada pela polimerização de uma mistura de aminoácidos aquecida à ºC. Quando resfriadas em água, são formadas pequenas esferas de aproximadamente 2µm de diâmetro. Alta estabilidade Membrana dupla Capacidade de crescimento e reprodução

29 Membrana Compartimentalização do sistema vivo Microesferas Proteicas

30 Membrana Compartimentalização do sistema vivo Lipossomos Vesículas Membrana lipídica dupla Permeabilidade seletiva Característica de membrana Aumento de massa e complexidade Incorporação de RNA livre no meio Atualmente com importância cosmética

31 Seleção natural DNA < > Proteína Quando e como surgiu o código genético? Quando e como se deu a origem dos códons? Quando e como se deu a produção de proteínas? Quando a seleção natural começou a interferir no sistema?

32 Seleção natural DNA < > Proteína Origem dos códons Diferente número de bases na leitura Improvável, violando o princípio da continuidade Três bases Leitura apenas das duas primeiras Poucos aminoácidos envolvidos Pouco provável que todos estariam disponíveis no princípio Classes de aminoácidos A base central definiria qual a característica do aminoácido associado

33 Evidências da vida - Estromatólitos ~3.5 B.A.

34 Evidências da vida Estromatólitos recentes

35 Evidências da vida

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