Biologia CelularProf. M.Sc. Fábio Henrique Oliveira Silva

fabio.silva@svc.ifmt.edu.br

Aula 1

2011.1

Biologia celular

• Biologia? O que estuda?

• Composição química dos seres vivos:– Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O),

Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Enxofre (S).– C.H.O.N.P.S.

• Formação de proteínas, lipídios, glicídios (carboidratos) e ácidos nucléicos

Organização da matéria viva

• Átomos, moléculas, organelas, células, seres unicelulares, tecidos, órgãos, e seres pluricelulares.

Funcionamentos de sistemas biológicos

• Metabolismo?– Anabolismo?– Catabolismo?

• Capacidade de reação, movimento, crescimento, reprodução, hereditariedade, variabilidade genética, seleção natural e adaptação.

• Vida?• Processo da vida?

• Definições – entidades com propriedades de multiplicação, variação e hereditariedade são vivas. (John Maynard Smith)

• ...uma hierarquia de unidades funcionais que, através da evolução, tem adquirido a habilidade de armazenar e processar a informação necessária para sua própria reprodução. (S. J. Wicken)

O que é vida?

Biotecnologia

• Organismos geneticamente modificados – OGM’s.

• Clonagem vegetal e animal.

• Vacinas, terapias gênicas, células tronco.

Áreas da biologia

• Morfologia, fisiologia, histologia, anatomia, sistemática, taxonomia, embriologia, genética, ecologia, paleontologia, evolução, microbiologia, virologia, botânica, zoologia, entre outras.

Biologia como ciência• Método hipotético-dedutivo;– Hipótese: palpite fundamentado em informações já

existentes.– Pré-requisito: testável.– Dedução: previsão do resultado.

• Etapas do método científico.1. Proposição de uma pergunta.2. Formulação de uma hipótese.3. Levantamento de deduções a partir da hipótese.4. Teste das deduções, por meio de novas observações ou de

experiementos.5. Conclusões sobre a validade ou não da hipótese.

Um experimento de Charles Darwin

Origem da vida

• Formação da terra.– Teoria do Big Bang (grande explosão)– 12 – 15 bilhões de anos;– Terra: 4,6 bilhões;

• Teoria da abiogênese versus biogênese– Adeptos da abiogênese:

• Aristóteles (384-322 A.C)• René Descartes (1596-1650 D.C)• Isaac Newton (1642-1727)• Jan Baptista Van Helmont (1577-1644) elaborou receita.

Abiogênese X Biogênese• Experimento de Redi

• Pasteur e a derrubada da abiogêneseAbiogênese X Biogênese

• Pasteur e a derrubada da abiogêneseAbiogênese X Biogênese

Teorias modernas sobre a origem da vida

• Panspermia – vida na terra a partir de seres vivos ou de substâncias precursoras da vida provenientes de outros locais do cosmo.

• Teoria da evolução química ou evolução molecular – essa teoria admite que a vida é resultado de um processo de evolução química em que compostos inorgânicos se combinaram, originando moléculas orgânicas simples (aminoácidos, açucares, bases nitrogenadas, ácidos graxos, etc.) e estas por sua vez combinaram-se para formar moléculas mais complexas (proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos, etc.).

• As teorias propostas não são antagônicas.

Origem pré-biótica de compostos orgânicos

• O experimento de Miller

• Inserção de gases metano (CH4), amônia (CH3), Hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O).

• Observou-se o surgimento dos aminoácidos alanina e glicina.

Aparecimento de sistemas isolados

• Coacervados – aglomerados de proteínas que se formam espontaneamente em soluções aquosas com certo grau de acidez e salinidade.– Super interessante!• Recentemente cientistas observaram coacervados em

meteoritos que caíram na terra.

Evolução e diversificação da vida

• 1º ser vivo provavelmente possuía estrutura procariótica, semelhante as arqueobactérias ou arqueas atuais.– Estes seres procarióticos vivem hoje em

ambientes extremos, como fontes de água quente, lagos salgados e pântanos semelhante aos ambientes terrestres primitivos.

Origem da célula eucariótica

• Surgimento estimado em 2 bilhões de anos.

• São mais complexas que as procarióticas pois possuem compartimentos que funções bem definidas.

• Origem dos compartimentos?

• Hipótese endossimbiótica ou simbiogênica (viver juntos).– Mitocôndrias (energia aeróbica) e plastos

(fotossintetizantes) eram bactérias primitivas que se associaram a células eucarióticas primitivas em uma relação mútua.

Origem da célula eucariótica

A origem da multicelularidade