Informação, Evolução e a Origem da Vida Leonardo Paulo Maia CMCC - UFABC

Apresentação em tema: "Informação, Evolução e a Origem da Vida Leonardo Paulo Maia CMCC - UFABC"— Transcrição da apresentação:

1 Informação, Evolução e a Origem da Vida Leonardo Paulo Maia CMCC - UFABC leonardo.maia@ufabc.edu.br

2 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC2 Idéia de Ancestralidade tempo... ancestral comum

3 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC3 Ancestralidade radical Há vasta evidência empírica de semelhanças bioquímicas entre todas as forma de vida terrestre. O raciocínio não se limita ao parentesco entre seres humanos. Acredita-se que todos os seres vivos da Terra possam ter tido uma origem comum.

4 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC4 Seleção Natural Charles Darwin e Alfred Russell Wallace (1858) Indivíduos melhor adaptados ao ambiente reproduzem-se de forma mais eficiente e transmitem suas características à sua prole. A freqüência desses indivíduos na população total tende a crescer. Não há “progresso”, há adaptação.

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7 7 A Seleção Natural em nível molecular Universalidade: o raciocínio vale em nível molecular. Pergunta fundamental: o que poderia haver de tão importante em moléculas que poderia se constituir em vantagem seletiva? Resposta: informação (e capacidade de preservá-la, via reprodução) – replicadores.

8 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC8 DNA e RNA AT CG C CG G A AT T G C C A U U DNA RNA

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10 10 Dogma Central da Biologia Molecular Fluxo de informação DNARNA proteínas transcrição tradução

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12 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC12 O Código Genético

13 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC13 Ligações peptídicas – proteínas são polímeros!

14 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC14 Como a vida pode ter surgido na Terra? A. Alienígenas a trouxeram. B. Esporos originados em outros planetas transportados em meteoritos (panspermia) C. Forças sobre-humanas a criaram. D. Componentes químicos primordiais combinaram-se para originar as formas de vida primitivas. E. Nenhuma das alternativas

15 Teorias de evolução pré-biótica

16 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC16 A teoria de Oparin e Haldane Independentemente (década de 1920) “Sopa primordial”, em que compostos orgânicos formaram-se a partir da “matéria inanimada” Para Oparin, formaram-se coacervados (bolhas, vesículas) Muito especulativa Fontanari: vesículas, autômatos

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18 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC18 O experimento de Urey-Miller Atmosfera primitiva: H 2 O, NH 3, CH 4, H 2 (redutora = ausência de oxigênio) “Altas” temperaturas (atividade vulcânica), radiação UV (não havia camada de ozônio), descargas elétricas Resultado: diversos aminoácidos e outros produtos orgânicos Críticas: atmosfera “idealizada”, e descobriu- se que é “fácil” obter aminoácidos.

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20 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC20 O “mundo do RNA” Woese, Crick e Orgel (década de 1960) Os primeiros genes teriam sido pequenas cadeias de RNA (antes do surgimento do DNA e das proteínas). Quem catalisaria as reações? Ele próprio: ribozimas de Cech e Altman (Nobel de Química de 1989) atuam nos organismos “modernos”.

21 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC21 Evolução de RNA: o monstro de Spiegelman No fim da década de 1960, Sol Spiegelman introduziu o material genético do bacteriófago Qβ (um vírus de RNA) em uma solução contendo nucleotídeos (“tijolos”), a enzima replicase e sais para mantê-la. Protocolo: transferência serial em gargalo Resultado: evolução em condições abióticas – embora sempre ocorram mutações, algumas cadeias de RNA são mais estáveis e/ou eficientes na replicação, e são favorecidas pela seleção natural.

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23 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC23 Os experimentos de Eigen (1974) Manfred Eigen (Nobel de Química de 1967) Síntese espontânea de RNA em uma solução semelhante à de Spiegelman Modelos matemáticos: quase-espécies (populações virais?), crise de informação (paradoxo ovo-galinha), hiperciclos (parasitismo)

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25 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC25 Outras teorias Cairns-Smith (catálise por minerais cristalinos - argila) Wächterhäuser (catálise quimiolitotrófica - pirita)

26 Informação, Evolução e a Origem da Vida - Leonardo Paulo Maia, CMCC-UFABC26 Extremófilos e Arquea (Archaea) Organismos que vivem em vulcões submarinos! A energia vem de baixo, e não de cima, do Sol. Muitos extremófilos enquadram-se no domínio Arquea, distinto das bactérias e eucariotos. A vida surgiu nas profundezas da Terra? Haveria vida em condições extremas em outros planetas? Panspermia?