BIL 0304 -
Evolução e Diversificação da Vida na Terra
Evolução e Diversificação da Vida na Terra
Prof. Antônio Sérgio Kimus Braz
7 :
Aula
parte I
Classificação
•Dois domínios procarióticos
Arqueas, Bactérias e Eucariotos
Característica Bactéria Archaea * Eucariotos
Envelope nuclear Ausente Ausente Presente Organelas envoltas por membrana Ausente Ausente Presente
Parece celular Presente Ausente Ausente Membrana com lipídeos Hidrocarbonos Alguns hidrocarbonos Hidrocarbonos não ramificados ramificados não ramificados
RNA polimerase De um tipo Vários tipos Vários tipos Aminoácido iniciador Formil-metionina Metionina Metionina da síntese proteica
Introns (sequência não Ausente Presente Presente codificadora dos genes)
Sensibilidade a antibióticos Reprodução inibida Reprodução Reprodução por streptomicina e não inibida por não inibida por clorafenicol antibióticos antibióticos
LUCA
Ancestral comum
• Procarioto
• Provavelmente Possuía DNA como material genético
• Possuía maquinaria de transcrição e tradução
• Provavelmente possuía cromossomo circular
…que evoluiu ao longo do tempo
originando os três domínios.
Procariotos
Devido a influência do dogma procarioto-eucarioto
Bactérias e Arqueas ainda são considerados procariotos.
No entanto Arqueas são diferentes de bactérias e
evolutivamente mais próximas a eucariotos.
Bactéria
Um procarioto típico
Bactérias
e
Arqueas
•Criaturas de maior sucesso na terra (se sucesso for medido em
número de indivíduos!!).
•Viveram sozinhos na terra por aproximadamente 2 bilhões de anos
•Maioria bactérias
•Possuem papéis cruciais na biosfera; membros dos dois domínios
procariotos superam todos os outros em diversidade
metabólica.
•a pouco tempo eramconhecidas apenas 4000 espécies …
...mas depois advento da metagenomica esse numero chegou a
20.000 e continua a crescer ...
estima-se que existam de 400.000 a 4 milhões de espécies
Ambientes
•Vivem nos mais diversos ambientes
-solo
-água
-outros seres vivos
Exploram os ambientes e estabelecem relações de
neutralidade, benevolência ou parasitismo
Morfologia
•
Unicelular
• Podem formar colônias
• Maioria possui diametro de 1-5 µm
• Formas mais comuns:
-Cocos (esféricos); Isolados ou associados em arranjos bi
e tridimensionais formando correntes, placas ou blocos de
células
-Bacilos (forma alongada, em bastonete); isolados ou em
cadeias. Em geral são unicelulares mas podem ser
multicelulares.
-Espirilos (forma helicoidal)
-Vibriões (forma de vírgula)
Cocos
Enterococcus sp.
Bactéria comensal; cresce no intestino de mamíferos
Escherichia coli
Bactéria mais estudada
Bacilos
Morfologia
Methanococcus jannaschii
ArqueaMethanobacterium thermoautotrophicum
ArqueaEspirilos
Vibriões
Leptospira interrogans
Bactéria que causa leptospirose
Vibrio cholerae
Bactéria que causa cólera
Salmonella
•
Fornecem adesão ao substrato• Unem bactérias umas às outras possibilitando
troca de materialgenético
Fimbrias ou pili
Flagelos
•
Filamentos formados pela proteína flagelina que se projeta da superfície celularDe todos estes tipos
celulares, quais são
os parentes vivos
mais próximos dos
procariotos
envolvidos com a
origem dos
•
Cianobactérias (algas azuis esverdeadas). Tranformam energia
luminosa em energia química. Consomem CO
2, liberam O
2.
•
Responsáveis pelo aparecimento do oxigênio na atmosfera
terrestre a 2,5 bilhoes de anos.
• Podem viver livres ou formar colônias
• Utilizam clorofila a para fotossíntese e
liberam gás oxigênio
• Possuem sistema de membrana interna
altamente organizados chamados
lamelas fotossintetizantes ou
tilacóides que lembram cloroplastos.
Cloroplastos de eucariotos são derivados
de cianobactérias por endossimbiose
•
Rickettsia (parasita intracelular)
•
Aroveitamento do oxigênio atmosférico (2,5 bilhões de anos).
Respiração.
• Causadora do tifo
•
Parente vivo mais próximo
das Mitocôndrias.
Quais as etapas para o surgimento
da célula eucariota?
•
> Surgimento de uma superfície celular flexível
•
> Surgimento de um citoesqueleto mais efetivo
•
> Surgimento de um envelope nuclear
•
> O aparecimento de vesículas digestivas
•
> A aquisição endossimbiótica de determinadas
organelas
Superfície celular flexível
•
Pode dobrar e se
desenvolver internamente
•
•
Vantagens para células
eucarioticas normalmente
maiores que as
procarioticas
•
•
(> área de superfície para trocas
gasosas e de nutrientes)
•
Aumenta a velocidade de
trocas com o meio externo
Mudanças na estrutura celular
Junqueira e Carneiro, 2005.
Funções adquiridas pela célula
•
Citoesqueleto:
Controle de mudanças da forma
Distribuição cromossomos na divisão celular
Transporte de materiais internamente
Emissão de pseudópodes
Invaginações
•
Membranas internas:
Delimitação de organelas e vesículas (Retículo
Endoplasmático, Complexo de Golgi)
Vesículas digestivas: Capacidade da célula se alimentar de
outras células (fagócitos).
Endossimbiose e organelas
Primeiro evento endossimbiótico
Primeiro evento endossimbiótico
:
:
•
Passo crucial para os eucariotos, foi quando os fagócitos
Passo crucial para os eucariotos, foi quando os fagócitos
primitivos ingeriram e incorporaram um procarioto que evoluiu
primitivos ingeriram e incorporaram um procarioto que evoluiu
originando as mitocôndrias. Troca de material genético e
originando as mitocôndrias. Troca de material genético e
dependência.
dependência.
(Alberts et al., 2002)
Endossimbiose e organelas
Segundo evento endossimbiótico
Segundo evento endossimbiótico
:
:
•
Alguns eucariotos incorporaram procariotos relacionados às
Alguns eucariotos incorporaram procariotos relacionados às
atuais cianobactérias originando os cloroplastos. Troca de
atuais cianobactérias originando os cloroplastos. Troca de
material genético e dependência.
material genético e dependência.
(Alberts et al., 2002)
RESUMO:
ORIGEM DA CÉLULA
EUCARIÓTICA
RESUMO:
ORIGEM DA CÉLULA
EUCARIÓTICA
Origem dos Eucariotos
Segundo a teoria endossimbiôntica
poderíamos encontrar células
eucariotas sem Mitocôndrias
Animals
Fungi
Coanozoa
Plants / green algae
Ciliates + apicomplexa
Sramenopolis
Red Algae
Dictyostellum
Entamoebae
Euglenozoa
Physarum
Percolozoa
Trichomonas
Giardia
Microsporidia
Mitocôndria
?
(
(
G. lamblia é um parasita
G. lamblia
é um parasita
que contamina a água e
que contamina a água e
causa a giardíase)
Surgimento de organismos
multicelulares!!
Muito recente em termos evolutivos
menos de 1 bilhão de anos
Entre 800 a 600 milhões de anos
Artist impression of potential members of the Ediacaran fauna, from about 570 million years ago: Charnodiscus (large, orange sea pen); Ediacaria (three jellyfish on left), Kimberella (tall, skinny jellyfish on right);
Dickensonia (large, flat, segmented worm),
Spriggina (small, slender, green segmented worm); Tribrachidium (pinwheel-shaped, possibly
echinoderm); and Parvancorina (lavender arthropod)
