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O Surgimento das Células


 Evolução

Introdução

Muitos pesquisadores pensam ter sido o RNA o material genético dos seres vivos mais primitivos. O RNA pode se autoduplicar sem a necessidade de um equipamento celular, como o requerido pelo DNA. Se, em um tubo de ensaio contendo nucleotídeos isolados de RNA, forem colocadas moléculas de RNA e zinco, surgem moléculas novas de RNA com até 40 nucleotídeos. Em 1 980, Tomas Cech, da Universidade do Colorado, realizou experiências que confirmaram essa capacidade catalítica do RNA.

Provavelmente, o RNA tenha sido o material genético dos antecessores de todos os seres vivos. As moléculas de RNA podem determinar a formação de moléculas de RNA idênticas. Elas podem controlar a formação de proteínas, inclusive de enzimas. Algumas dessas enzimas deveriam ter algum papel auxiliar na replicação do RNA, agindo como a atual RNA-polimerase. Com o surgimento dos envoltórios membranosos, essas enzimas passaram a auxiliar somente as moléculas presentes no interior das bolsas membranosas.

A partir de um certo momento, com o aparecimento de nucleotídeos de DNA, as moléculas de RNA podem ter servido de molde para a formação de filamentos de DNA. Com o tempo, o DNA assumiu o papel de material genético dos seres vivos, e o RNA passou para um papel secundário, como intermediário na passagem de informações do DNA para os ribossomos.

 

1. A obtenção de energia

Os primeiros antecessores dos seres vivos só dispunham de uma fonte de matéria orgânica: os próprios oceanos primitivos, onde surgiram e eram encontrados. Como na atmosfera primitiva não havia oxigênio, eles só poderiam empregar essas moléculas orgânicas como fonte de energia pela via anaeróbica. Portanto, eram heterótrofos fermentadores.

A respiração anaeróbica libera CO2 para a atmosfera. Com a ocorrência de mutações, os seres vivos foram progressivamente se alterando, até que alguns desenvolveram a capacidade de usar o CO2 e a energia luminosa para executar a fotossíntese. Como esses organismos não dispunham de oxigênio atmosférico, eram autótrofos fermentadores.

Dessa forma, esses organismos passaram a liberar o oxigênio para a atmosfera, uma vez que esse gás é um subproduto da fotossíntese.

O advento do oxigênio tornou possível a realização da respiração aeróbica. Esse processo se mostrou muito vantajoso pois, como já vimos, aproveita muito mais eficientemente a energia química presente nos compostos orgânicos. Basta lembrar que uma molécula de glicose, quando degradada pela via anaeróbica, permite a produção de apenas duas moléculas de ATP, ao passo que, pela via aeróbica, são 36 ou 38 moléculas. A partir de então, apareceram os organismos aeróbios, autótrofos e anaeróbios.

 

 

2. O surgimento do atual modelo celular

Uma das características mais amplamente disseminadas, dentre todos os seres vivos, é ser formado por células. Organismos tão distintos como um paramécio, uma alga, uma sequóia e um homem têm o corpo formado por células, e todas são parecidas quanto a muitos aspectos.

Essa característica (ser formado por células) seguramente se demonstrou vantajosa, tanto é assim que persiste por quase toda a história da vida, na Terra. Além disso, sugere que há um laço evolutivo comum à maioria dos seres vivos atuais: se eles são constituídos por células muito semelhantes, é provável que todas tenham uma mesma origem!

Fósseis de organismos procariontes são encontrados com uma idade de até 3,5 bilhões de anos, enquanto os eucariontes são bem mais recentes, não tendo nenhum com idade superior a 1,5 bilhões de anos. Provavelmente, as cianobactérias proliferaram por mais de 2 bilhões de anos, liberando oxigênio para a atmosfera, antes que os eucariontes aeróbios pudessem se desenvolver. Entre o aparecimento dos eucariontes unicelulares e dos primeiros organismos pluricelulares, também eucariontes, há um novo intervalo de mais de um bilhão de anos.

Uma das hipóteses de desenvolvimento das células eucariontes modernas é o modelo endossimbiótico. Segundo ele, as atuais células eucarióticas surgiram como resultado da associação entre células procarióticas maiores e menores. Em um determinado momento de suas histórias evolutivas, células pequenas passaram a viver no interior das células grandes. Organismos procariontes fotossintetizantes deram origem aos atuais cloroplastos, enquanto as mitocôndrias seriam bactérias aeróbicas, que passaram a viver no interior de outras células.

O resultado dessa associação foi vantajoso tanto para as células invasoras como para as células hospedeiras, tanto é que persiste até os dias de hoje. Algumas características das mitocôndrias e dos cloroplastos confirmam essa hipótese. Mitocôndrias e cloroplastos têm membranas duplas. Nas suas membranas internas, possuem sistemas enzimáticos relacionados com mecanismos de transporte de elétrons (a cadeia respiratória, nas mitocôndrias, e a fotofosforilação, nos cloroplastos. Ambos possuem moléculas de DNA, que assumem um formato circular semelhante aos cromossomos das atuais bactérias. Seus ribossomos são pequenos, parecidos com os ribossomos bacterianos.

Mitocôndrias e cloroplastos produzem proteínas, seguindo um código genético um pouco diferente do código genético clássico, e mais parecido com o código genético dos modernos procariontes. Entretanto, muitas das proteínas desses organóides são sintetizadas pelos ribossomos das células hospedeiras, demonstrando que, com o tempo, mitocôndrias e cloroplastos podem ter deixado certas atividades por conta das células dentro das quais passaram a viver.

Também são capazes de se autoduplicar, e se dividem independentemente da célula "hospedeira". Segundo Robertson, organóides citoplasmáticos membranosos, como o complexo de Golgi, o retículo endoplasmático e os lisossomos, provavelmente se formaram por invaginações do revestimento externo das células.

 

O Surgimento das Células


 Evolução

Introdução

Muitos pesquisadores pensam ter sido o RNA o material genético dos seres vivos mais primitivos. O RNA pode se autoduplicar sem a necessidade de um equipamento celular, como o requerido pelo DNA. Se, em um tubo de ensaio contendo nucleotídeos isolados de RNA, forem colocadas moléculas de RNA e zinco, surgem moléculas novas de RNA com até 40 nucleotídeos. Em 1 980, Tomas Cech, da Universidade do Colorado, realizou experiências que confirmaram essa capacidade catalítica do RNA.

Provavelmente, o RNA tenha sido o material genético dos antecessores de todos os seres vivos. As moléculas de RNA podem determinar a formação de moléculas de RNA idênticas. Elas podem controlar a formação de proteínas, inclusive de enzimas. Algumas dessas enzimas deveriam ter algum papel auxiliar na replicação do RNA, agindo como a atual RNA-polimerase. Com o surgimento dos envoltórios membranosos, essas enzimas passaram a auxiliar somente as moléculas presentes no interior das bolsas membranosas.

A partir de um certo momento, com o aparecimento de nucleotídeos de DNA, as moléculas de RNA podem ter servido de molde para a formação de filamentos de DNA. Com o tempo, o DNA assumiu o papel de material genético dos seres vivos, e o RNA passou para um papel secundário, como intermediário na passagem de informações do DNA para os ribossomos.

1. A obtenção de energia

Os primeiros antecessores dos seres vivos só dispunham de uma fonte de matéria orgânica: os próprios oceanos primitivos, onde surgiram e eram encontrados. Como na atmosfera primitiva não havia oxigênio, eles só poderiam empregar essas moléculas orgânicas como fonte de energia pela via anaeróbica. Portanto, eram heterótrofos fermentadores.

A respiração anaeróbica libera CO2 para a atmosfera. Com a ocorrência de mutações, os seres vivos foram progressivamente se alterando, até que alguns desenvolveram a capacidade de usar o CO2 e a energia luminosa para executar a fotossíntese. Como esses organismos não dispunham de oxigênio atmosférico, eram autótrofos fermentadores.

Dessa forma, esses organismos passaram a liberar o oxigênio para a atmosfera, uma vez que esse gás é um subproduto da fotossíntese.

O advento do oxigênio tornou possível a realização da respiração aeróbica. Esse processo se mostrou muito vantajoso pois, como já vimos, aproveita muito mais eficientemente a energia química presente nos compostos orgânicos. Basta lembrar que uma molécula de glicose, quando degradada pela via anaeróbica, permite a produção de apenas duas moléculas de ATP, ao passo que, pela via aeróbica, são 36 ou 38 moléculas. A partir de então, apareceram os organismos aeróbios, autótrofos e anaeróbios.

2. O surgimento do atual modelo celular

Uma das características mais amplamente disseminadas, dentre todos os seres vivos, é ser formado por células. Organismos tão distintos como um paramécio, uma alga, uma sequóia e um homem têm o corpo formado por células, e todas são parecidas quanto a muitos aspectos.

Essa característica (ser formado por células) seguramente se demonstrou vantajosa, tanto é assim que persiste por quase toda a história da vida, na Terra. Além disso, sugere que há um laço evolutivo comum à maioria dos seres vivos atuais: se eles são constituídos por células muito semelhantes, é provável que todas tenham uma mesma origem!

Fósseis de organismos procariontes são encontrados com uma idade de até 3,5 bilhões de anos, enquanto os eucariontes são bem mais recentes, não tendo nenhum com idade superior a 1,5 bilhões de anos. Provavelmente, as cianobactérias proliferaram por mais de 2 bilhões de anos, liberando oxigênio para a atmosfera, antes que os eucariontes aeróbios pudessem se desenvolver. Entre o aparecimento dos eucariontes unicelulares e dos primeiros organismos pluricelulares, também eucariontes, há um novo intervalo de mais de um bilhão de anos.

Uma das hipóteses de desenvolvimento das células eucariontes modernas é o modelo endossimbiótico. Segundo ele, as atuais células eucarióticas surgiram como resultado da associação entre células procarióticas maiores e menores. Em um determinado momento de suas histórias evolutivas, células pequenas passaram a viver no interior das células grandes. Organismos procariontes fotossintetizantes deram origem aos atuais cloroplastos, enquanto as mitocôndrias seriam bactérias aeróbicas, que passaram a viver no interior de outras células.

O resultado dessa associação foi vantajoso tanto para as células invasoras como para as células hospedeiras, tanto é que persiste até os dias de hoje. Algumas características das mitocôndrias e dos cloroplastos confirmam essa hipótese. Mitocôndrias e cloroplastos têm membranas duplas. Nas suas membranas internas, possuem sistemas enzimáticos relacionados com mecanismos de transporte de elétrons (a cadeia respiratória, nas mitocôndrias, e a fotofosforilação, nos cloroplastos. Ambos possuem moléculas de DNA, que assumem um formato circular semelhante aos cromossomos das atuais bactérias. Seus ribossomos são pequenos, parecidos com os ribossomos bacterianos.

Mitocôndrias e cloroplastos produzem proteínas, seguindo um código genético um pouco diferente do código genético clássico, e mais parecido com o código genético dos modernos procariontes. Entretanto, muitas das proteínas desses organóides são sintetizadas pelos ribossomos das células hospedeiras, demonstrando que, com o tempo, mitocôndrias e cloroplastos podem ter deixado certas atividades por conta das células dentro das quais passaram a viver.

Também são capazes de se autoduplicar, e se dividem independentemente da célula "hospedeira". Segundo Robertson, organóides citoplasmáticos membranosos, como o complexo de Golgi, o retículo endoplasmático e os lisossomos, provavelmente se formaram por invaginações do revestimento externo das células.