6 Arvore Da Vida-3 Dominios

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7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 1/55 Árvore da vida: Árvore da vida: os três domínios os três domínios

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    rvore da vida:rvore da vida:

    os trs domniosos trs domnios

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    Todos os organismos existentes hojevem de um mesmo ancestral (grupo declulas primordiais)

    Por que existem tantos organismosdiferentes?

    Diversidade

    Modificaes ao longo do tempo resultaram na

    diversidade que conhecemos hoje

    Mutaes (DNA) +

    Regulao Gnica

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    Mutao: Origem da variabilidade

    pode ser causada por erros de cpia do materialdurante a diviso celular, por exposio aradiao ultravioleta ou ionizante, mutagnicosqumicos, ou vrus.

    Griffiths et al. Modern Genetic Analysis (1999)

    mudana naseqncia dosnucleotdeos domaterial gentico(erros nareplicao do DNA)de um organismo

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    Complexidade e idade evolutiva

    dos organismos No h organismos superiores ou inferiores

    - Apresentam diferentes graus de complexidade

    - Podem ser mais antigos ou mais recentes

    Todos podem estar bem adaptados ao seuambiente

    As bactrias, por exemplo, apresentam grandediversidade e capacidade de adaptao a

    diferentes ambientes

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    Relaes evolutivas

    Relaes de ancestralidade entre

    os organismos

    Por que estudar estas relaes?

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    Classificao

    Classificao em 5 reinos NO reflete asrelaes evolutivas entre os organismos

    Atualmente classifica-se os organismos combase nas suas relaes de parentesco

    Classificao: processo de ordenao dosorganismos em grupos taxonmicos (ou taxa)

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    * Identificao: alocao de organismosdesconhecidos em taxa j descritos

    Microrganismos encontrados em amostrasambientais ou associadas a plantas eanimais (mtodos independentes de cultivo)

    Atualmente h mais de 50 filos de bactriasidentificados, a maioria composto pororganismos no cultivados

    Identificao de espcies

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    Classificao: Aplicaes em

    Medicina

    Identificar patgenos

    Determinar padres de disseminao dadoena

    Identificar espcies que atuam comvetores e reservatrios naturais

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    Classificao: Aplicaes em

    Conservao de espcies

    Identificar novas espcies

    Entender os padres de distribuiode espcies

    Apoiar e orientar os programas de manejo e

    conservao da diversidade gentica

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    Morfologia Dados moleculares Incio na dcada de 1970 Comparao de seqncias de nucleotdeosdo DNA ou seqncias de aminocidos deprotenas Grande quantidade de informaes (cadaaminocido de uma protena ou nucleotdeo deuma seqncia de DNA umaevidncia filogentica) Possibilita a comparao entreorganismos distantes evolutivamente Possibilita o estudo de microorganismosque no podem ser cultivados

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    Comparao entreseqncias

    nucleotdicas

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    Comparao entre seqncias

    nucleotdicas

    11 espcies de primatas (camundongo como grupo externo)

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    rvore filogentica

    Representao grfica das relaes deancestralidade entre os organismos (com base nacomparao das seqncias nucleotdicas)

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    Como comparar todos os organismosexistentes?

    Quais dados so usados nasanlises?

    Qual regio do DNA ou qualprotena?

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    Ribossomos e RNA ribossomal

    RNA ribossomal (rRNA)RNA ribossomal (rRNA)

    Ribossomos so compostospor RNA e protenas

    Presente em todos osorganismos

    Taxa de mudana

    (mutaes) do gene suficientemente lenta parapermitir a comparaoentre organismos degrupos distantesGriffiths et al. Introduction to the

    Genetic Analysis (2000)

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    RNA ribossomal e Bioinformtica

    Sequncias de rRNA dos diversosorganismos podem ser comparadas

    Importncia de mtodos computacionais(Bioinformtica) para armazenar e gerenciara (bio)informao (ex. software BLAST;

    Basic Local Alignment Search Tool)

    Grande quantidade de informaes

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    Os trs domnios (Woese et al. 1990)

    Ancestral comum a todos os

    organismos

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    Os trs domnios (Woese et al. 1990)

    Eukarya: clulas eucariticas (ncleo definido eprotegido pelo envoltrio nuclear); membrana celularlipdica (predominantemente disteres de cidograxo e glicerol); ribossomos contendo um tipo deRNAr eucarioto

    Bacteria: clulas procariticas; membrana celularlipdica (predominantemente disteres dediacilglicerol); ribossomos contendo um tipo de RNAr(eu)bacteriano

    Archaea: clulas procariticas; membrana celularlipdica (predominantemente disteres de glicerolisoprenide ou tetrateres de glicerol; ribossomoscontendo um tipo de RNAr arqueano

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    3 Domnios: Quantos reinos?

    6 ?

    3 Domnios!

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    3 Domnios

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    Os trs domnios

    Archaea e Eucarya tm um ancestral comum

    * Apesar do nome, Archaea no o grupo mais

    antigo

    Nenhum domnio se desenvolveu a partir dooutro: os 3 domnios evoluram por viasdiferentes a partir de um ancestral comum

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    3 Domnios

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    Eukarya

    Eucariotos

    Organismos com clulas nucleadas

    (ncleo envolvido por membrana)

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    Eukarya

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    Eukarya

    http://www.tolweb.org/Eukaryotes/3

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    Eukarya

    Baldauf. 2003. Science 300:1703-1706.

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    Eukarya

    Sanderson. 2008. Science 321:121-123.

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    Procariotos

    Parede celular com peptideoglicano

    Genoma geralmente organizado emum nico cromossomo circular

    Grande diversidade de habitats

    Bacteria

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    Bacteria

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    Bacteria

    http://www.tolweb.org/Eubacteria/2

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    Bacteria

    http://www.bacterialphylogeny.info

    /bacteria.html

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    Geralmenteencontrados emambientes extremos,

    p.ex. altastemperaturas, baixopH, alta salinidade

    Archaea

    Archaea em fenda vulcnica na ilhade Kyushu, Japo (o tapete laranjaso as archaeas. As bordasamarelas so resduos de enxofre)

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    Em 1970 vrios organismos procariticos foram isolados a partir de

    uma srie de ambientes considerados inspitos, quase que

    incompatveis com a presena de seres vivos.

    Temperaturas elevadas (prximas a 100C)

    Extrema acidez ou alcalinidade (pH 2 e 10)

    Altas salinidades (at 32%, 5,5 M NaCl)

    *** Salinidade mdia de oceanos cerca de 3,5%.

    Muitas vezes, ausncia completa de oxignio

    Conhecimento das Archaea

    Organismos primitivos????

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    Geralmenteencontradosem ambientes

    extremos, p.ex.altasconcentraessalinas

    Archaea

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    Ambientes aquticos frios (podem corresponder a 34% dabiomassa procaritica das guas costeiras superficiais da Antrtida)

    Sistema digestrio do homem e outros animais

    Pntanos

    Aterros sanitrios

    Tecidos vegetais

    Metanognicas endossimbiontes em protozorios

    OBS: Podem ser encontradas nos mais diversos ecossistemas.

    ARCHAEA: Habitats

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    Morfologicamente e metabolicamentesimilares a bactrias

    Seqncia e organizao da informaogentica semelhante a eucariotos

    - DNA associado a histonas

    - Genes envolvidos nos processos detranscrio e traduo so similares aeucariotos

    Archaea

    http://www.tolweb.org/Archaea/4

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    Archaea

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    Archaea

    Gribaldo & Brochier-

    Armanet. 2006. Phil.

    Trans. R. Soc. B

    361:10071022

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    Crenarchaeota:

    - hipertermfilos, como Thermoproteus, Pyrolobuse Pyrodictium;

    - Maioria: quimioautotrficos;- Neste filo h tambm organismos isolados (mas ainda no cultivadosem laboratrio) de ambientes frios, tais como guas ocenicas.

    Lagoa quente, rica emenxofre, que convertido acido sulfrico por espcies

    de archaea

    Sulfolobus, exemplo de uma archaea do filoCrenarchaeota, habitante da lagoa ilustrada ao lado

    (Adaptado de Madigan et al., 2003 - Brock Biology of Microorganisms)

    Yellowstone National Park courtesyof Dr. Ken Stedman

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    ARCHAEA E BIOTECNOLOGIAARCHAEA E BIOTECNOLOGIA

    Produo de energia (biogs e lcool)

    Produo de cidos orgnicos, antibiticos, aa

    Tratamento de efluentes

    PCR

    Enzimas extremfilas, biocatlise industrial

    Polmeros biodegradveis (PHB)

    Minerao (cobre, ouro, urnio)

    Plantas transgnicas (genes de halfilas) ...

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    Complexidade o objetivo da evoluo?

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    A maior parte da diversidade

    existente no planeta representadapor microorganismos

    Gould. A imprevisvel e fortuita evoluo da vida.Scientific American Brasil.

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    Projeto Tree of life

    http://www.tolweb.org/tree/

    Objetivo: reunir informaes sobre todos osorganismos existentes e as relaes evolutivasentre eles

    Participao de pesquisadores de diversos pases Informaes sobre cada grupode organismos esto dispostasem websites organizados

    hierarquicamente, formandouma rvore

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    Projeto Tree of life

    http://www.tolweb.org/tree/

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    Projeto Tree of life:buscando o gnero Homo

    Search(busca)

    Pesquisando as relaesfilogenticas de Homo:

    Famlia Hominidae

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    Projeto Tree of life:as relaes filogenticas de Homo

    Famlia

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    Projeto Tree of life:as relaes filogenticas de Homo

    Classe

    Infraclasse

    Domnio: EukaryaReino: AnimaliaSubreino: MetazoaFilo: ChordataClasse: MammaliaOrdem: Primates

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    rvore da Vida x Rede da Vida

    Foram identificados genes nucleares eucariotossemelhantes a genes de bactrias

    Archaea tambm apresentam genes bacterianos

    Material gentico pode ser transmitido no sverticalmente (para a gerao seguinte),

    mas tambm horizontalmente (entreorganismos de espcies diferentes!!!)

    Transferncia horizontal (ou lateral)

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    Rede da Vida

    Sugesto de Leitura: Doolittle, F. Scientific American, fev. 2000

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    3 perguntas rpidas

    1. Qual so os domnios da rvore davida?

    Archaea

    Bacteria

    Eukarya

  • 7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios

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    3 perguntas rpidas

    2. O que diferencia os domnios? Eukarya: clulas eucariticas; membrana celularlipdica caracterstica e ribossomos com RNAreucarioto Bacteria: clulas procariticas; membrana celularlipdica caracterstica e ribossomos com RNArbacteriano Archaea: clulas procariticas; membrana celularlipdica caracterstica e ribossomos com RNArarqueanoO tipo de clula, o tipo de membrana celular e o tipode RNA ribossmico

    OUOU

  • 7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios

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    3 perguntas rpidas

    3. Com base nos trabalhos maisrecentes, qual o domnio mais prximofilogeneticamente do domnio onde ognero Homo est inserido?

    Archaea

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    Onde estudar Purves et al. Vida. Captulos 26 (tem na biblioteca)

    Doolittle. Uprooting the Tree of Life. Scientific American,fevereiro de 2000 (est no website)

    Woese et al. 1990. Towards a natural system of organisms:Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya.Proc. Nati. Acad. Sci. USA 87: 4576-4579. (est nowebsite)

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    Contato: Profa. Simone R. Freitas

    Email: [email protected]

    Website:

    http://origemdavida-ufabc.blogspot.com/