ORIGEM E ESTRUTURA DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte do Espírito Santo ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA AULA 7 ORIGEM E ESTRUTURA DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS Profa. Karina Carvalho Mancini Prof. Vander Calmon Tosta

ÚLTIMO ANCESTRAL COMUM CONTINUANDO DA AULA ANTERIOR... ÚLTIMO ANCESTRAL COMUM ORGANISMOS UNICELULARES SEM PROTEÇÃO DE SEU MATERIAL GENÉTICO (DNA) SEM ORGANELAS MEMBRANOSAS CITOPLASMÁTICAS (SOMENTE RIBOSSOMOS) SEM FLEXIBILIDADE (RÍGIDA PAREDE CELULAR)

ÚLTIMO ANCESTRAL COMUM CONTINUANDO DA AULA ANTERIOR... ÚLTIMO ANCESTRAL COMUM ORGANISMOS UNICELULARES E MULTICELULARES CÉLULAS COM PROTEÇÃO DE SEU MATERIAL GENÉTICO (NÚCLEO E CROMATINA) CÉLULAS COM ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS MEMBRANOSAS CÉLULAS COM FLEXIBILIDADE (SEM PAREDE CELULAR E COM CITOESQUELETO)

BACTÉRIAS E ARCHAEBACTÉRIAS ORGANISMOS UNICELULARES SEM PROTEÇÃO DE SEU MATERIAL GENÉTICO (DNA) SEM ORGANELAS MEMBRANOSAS CITOPLASMÁTICAS (SOMENTE RIBOSSOMOS) SEM FLEXIBILIDADE (RÍGIDA PAREDE CELULAR)

EUCARIOTOS ORGANISMOS UNICELULARES E MULTICELULARES CÉLULAS COM PROTEÇÃO DE SEU MATERIAL GENÉTICO (NÚCLEO E CROMATINA) CÉLULAS COM ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS MEMBRANOSAS CÉLULAS COM FLEXIBILIDADE (SEM PAREDE CELULAR E COM CITOESQUELETO)

SE SÃO EUCARIOTOS, ENTÃO POSSUEM NÚCLEO... COMO SURGIU ESSA ESTRUTURA?? Hipótese cariogênica Origem a partir de uma única linhagem celular (bactéria) BACTÉRIA PERDA DA PAREDE CELULAR INVAGINAÇÃO DE MEMBRANA COMPARTIMENTALIZAÇÃO DO DNA

PERDA DE PAREDE CELULAR E ENDOCITOSE SIMBIOSE E ORIGEM DO NÚCLEO SE SÃO EUCARIOTOS, ENTÃO POSSUEM NÚCLEO... COMO SURGIU ESSA ESTRUTURA?? Hipótese endocariótica Origem a partir de mais de uma linhagem celular por endosimbiose BACTÉRIA ARCHAEBACTÉRIA PERDA DE PAREDE CELULAR E ENDOCITOSE SIMBIOSE E ORIGEM DO NÚCLEO Teoria mais aceita... Genes de atuação citoplasmática semelhantes à genes de bactérias Genes de atuação nuclear semelhantes à genes de archaebactérias

SE SÃO EUCARIOTOS, ENTÃO POSSUEM NÚCLEO... PERAÍ... E AS CÉLULAS VEGETAIS QUE POSSUEM PAREDE CELULAR?? COMO SÃO EUCARIÓTICAS?? AH.... INICIALMENTE, AS ‘CÉLULAS VEGETAIS PRIMITIVAS’ NÃO POSSUIAM PAREDE CELULAR E REALIZAVAM ENDOCITOSE!! COM A EVOLUÇÃO, ESSAS CÉLULAS READQUIRIRAM A PAREDE CELULAR E PERDERAM A CAPACIDADE DE ENDOCITOSE...

QUAIS AS VANTAGENS EVOLUTIVAS DE SE POSSUIR UM NÚCLEO? SE SÃO EUCARIOTOS, ENTÃO POSSUEM NÚCLEO... QUAIS AS VANTAGENS EVOLUTIVAS DE SE POSSUIR UM NÚCLEO? Compartimentalização do material genético (DNA) Proteção mecânica do material genético (movimentos e choques) Organização espacial do material genético Barreira seletiva entre núcleo/citoplasma Separação dos processos de transcrição e tradução

VAMOS ENTRAR NUM MUNDO MUITO PEQUENO... µm = 0,001mm nm = 0,000001mm 20mm 0,0000002mm (2x10-7mm)

DIFERENCIANDO OS EUCARIOTOS... PRESENÇA DE NÚCLEO MEMBRANA PLASMÁTICA MITOCONDRIAS CENTRÍOLOS COMPLEXO DE GOLGI LISOSSOMO NÚCLEO

PRESENÇA DE NÚCLEO O QUE É O NÚCLEO?? DE QUE É FORMADO?? MEMBRANA (envoltório nuclear) DNA+PROTEÍNAS (cromatina) CROMATINA+RNAr (nucléolo)

PRESENÇA DE NÚCLEO MORFOLOGIA DO NÚCLEO

PRESENÇA DE NÚCLEO MORFOLOGIA DO NÚCLEO

PRESENÇA DE NÚCLEO MORFOLOGIA DO NÚCLEO

PRESENÇA DE NÚCLEO MORFOLOGIA DO NÚCLEO

DESOXIRIBOSE (PENTOSE) BASES NITROGENADAS (A-T; C-G) DIFERENCIANDO OS EUCARIOTOS... FORMAÇÃO DA CROMATINA DNA+PROTEÍNAS O QUE É O DNA?? DESOXIRIBOSE (PENTOSE) + GRUPO FOSFATO BASES NITROGENADAS (A-T; C-G)

FORMAÇÃO DA CROMATINA FORMAÇÃO DOS CROMOSSOMOS PROTEÍNAS HISTONAS

DIFERENCIANDO OS EUCARIOTOS... SEPARAÇÃO DOS PROCESSOS DE TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO DNA RNA TRANSCRIÇÃO Nucleotídeos A T C G U A G C

SEPARAÇÃO DOS PROCESSOS DE TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO RIBOSE BASES RNA mensageiro (RNAm) RNA ribossomal (RNAr) RNA transportador (RNAt)

SEPARAÇÃO DOS PROCESSOS DE TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO RNAr RIBOSSOMOS RNAt AMINOÁCIDOS RNAm PROTEÍNA Aminoácidos TRADUÇÃO

SEPARAÇÃO DOS PROCESSOS DE TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO Do RNA à proteína: O Código Genético

SEPARAÇÃO DOS PROCESSOS DE TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO EUCARIOTOS DNA Pré-RNAm Citoplasma Núcleo TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO RNAm AAAA Proteína BACTÉRIAS E ARCHAEBACTÉRIAS DNA RNAm Proteína TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO Citoplasma

Porque sabemos que a vida teve um ancestral único comum? Sete homologias universais que nos permitem apontar uma ancestralidade única da vida... A transcrição usa a enzima RNA polimerase com um sistema catalítico homologo em todos os organismos celulares O DNA é o material genético em todos organismos celulares O mecanismo de cópia do DNA usa um mecanismo de complementaridade de bases em todos os organismos celulares A tradução usa um sistema de código genético de três nucleotídeos Na tradução estão envolvidos tRNAs, mRNAs e ribossomos O uso de ATP como fonte primordial de energia para se construir DNA e RNA é comum a todos os organismos celulares Por fim, todos os organismos apresentam uma organização celular

DIFERENCIANDO OS EUCARIOTOS... SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS RIBOSSOMOS DNA MEMBRANA PLASMÁTICA PAREDE CELULAR FLAGELO NOS PROCARIOTOS

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS NOS EUCARIOTOS

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS NOS EUCARIOTOS

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO Síntese de lipídios Síntese de hormônios esteróides Destoxificação Contração muscular Síntese protéica Modificações de proteínas

COMPLEXO DE GOLGI Modificação de proteínas e lipídios Síntese de polissacarídios Vegetais – elementos da parede celular Animais – elementos da matriz extracelular Seleção, direcionamento, distribuição e transporte desses compostos

PEROXISSOMOS Degradação de peróxido de hidrogênio (água oxigenada) à oxigênio molecular e água Metabolismo de lipídios Degradação de ácido úrico (alguns mamíferos e répteis) Fotorrespiração (plantas)

Digestão intracelular LISOSSOMOS Digestão intracelular Fagocitose ou Pinocitose Digestão de organelas e macromoléculas danificadas ou em alta concentração Jejum prolongado

VACÚOLO Regulação do tamanho celular Osmorregulação Compartimento de degradação e digestão Estocagem de nutrientes e sub-produtos celulares

RIBOSSOMOS Síntese protéica

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS MICROFILAMNTOS DE ACTINA CITOESQUELETO MICROTÚBULOS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS MICROFILAMNTOS DE ACTINA Manutenção da forma celular Alteração da forma celular Ancoragem e transporte de organelas e vesículas Segregação dos cromossomos na divisão celular Resistência mecânica Locomoção celular Formação de cílios, flagelos, microvilosidades, pseudópodes

MITOCÔNDRIAS Respiração celular Aproveitamento da energia das ligações da glicose para a produção de ATP

Aproveitamento da energia luminosa para a produção de glicose CLOROPLASTOS Fotossíntese Aproveitamento da energia luminosa para a produção de glicose

CÉLULA EUCARIOTA PRIMITIVA ENDOCITOSE SIMBIÓTICA ORIGEM DE MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS CÉLULA EUCARIOTA PRIMITIVA NÚCLEO BACTÉRIA AERÓBICA ENDOCITOSE SIMBIÓTICA MITOCÔNDRIAS

ORIGEM DE MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS CÉLULA EUCARIOTA PRIMITIVA BACTÉRIA FOTOSSINTETIZANTE ENDOCITOSE SIMBIÓTICA CLOROPLASTOS

EVIDÊNCIAS DA ORIGEM DE MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS Possuem DNA circular; Formam-se por fissão binária, como nas bactérias; A inibição da síntese protéica ocorre pelos mesmos antibióticos bacterianos; O aminoácido iniciador da síntese protéica é a f-metionina, o mesmo das bactérias; São delimitados por dupla membrana, sendo a interna semelhante a das bactérias; O coeficiente de sedimentação dos ribossomos é semelhante ao de bactérias; Nas mitocôndrias, a presença da proteína porina na membrana interna, também encontrada em bactérias;