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Biologia CelularProf. M.Sc. Fábio Henrique Oliveira Silva
Aula 1
2011.1
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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
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Organização da matéria viva
• Átomos, moléculas, organelas, células, seres unicelulares, tecidos, órgãos, e seres pluricelulares.
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Funcionamentos de sistemas biológicos
• Metabolismo?– Anabolismo?– Catabolismo?
• Capacidade de reação, movimento, crescimento, reprodução, hereditariedade, variabilidade genética, seleção natural e adaptação.
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• 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?
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Biotecnologia
• Organismos geneticamente modificados – OGM’s.
• Clonagem vegetal e animal.
• Vacinas, terapias gênicas, células tronco.
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Áreas da biologia
• Morfologia, fisiologia, histologia, anatomia, sistemática, taxonomia, embriologia, genética, ecologia, paleontologia, evolução, microbiologia, virologia, botânica, zoologia, entre outras.
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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.
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Um experimento de Charles Darwin
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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.
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Abiogênese X Biogênese• Experimento de Redi
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• Pasteur e a derrubada da abiogêneseAbiogênese X Biogênese
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• Pasteur e a derrubada da abiogêneseAbiogênese X Biogênese
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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.
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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.
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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.
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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.
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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?
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• 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
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A origem da multicelularidade