ì Origem da Célula Eucarionte Aula síntese

Lembrando...

ì  É possível dividir as células em dois grandes grupos: o grupo das células procarióticas e o grupo das células eucarióticas. A origem dos termos é grega; o termo “pro” significa primeiro (ou anterior) e o termo “eu” significa verdadeiro. Já “cario” vem do grego karyon, termo que faz referencia a “núcleo”. Logo, procariontes são células que não possuem um núcleo verdadeiro – ou seja – um núcleo bem definido e revestido por membrana, mas elas costumam apresentar uma região normalmente central, conhecida como nucleóide, onde se encontra o material genético. O nucleóide das células procarióticas é anterior ao núcleo das células eucarióticas, surgindo primeiro na história evolutiva das células. Em células eucarióticas (eucariontes) o material genético encontra-se em um envoltório nuclear membranoso denominado carioteca.

Introdução ì  As primeiras formas de vida foram os seres unicelulares procariontes. O registo fóssil indica-nos que as primeiras formas de vida

terão surgido há cerca de 4 000 Ma. No entanto, as primeiras células nucleadas só terão aparecido há 1 500 M.a., ou seja, 2. 500 M.a. depois dos primeiros procariontes. O que terá acontecido durante todo este tempo? Será que foi mesmo necessário para que se desenvolvesse o núcleo?

ì  Os primeiros procariontes eram muito diversificados em termos metabólicos. Alguns desenvolveram a fotossíntese, o que terá levado à acumulação de oxigénio na atmosfera. O aparecimento e acumulação deste gás na atmosfera teve um impacto gigantesco na vida na Terra. Para a grande maioria, o oxigénio revelou-se letal.

ì  É que o oxigénio é um gás muito reactivo, isto é, estabelece ligações químicas com facilidade com muitas moléculas, alterando-as de forma muito significativa ou mesmo destruindo-as, interferindo de forma drástica com as reacções metabólicas necessárias à sobrevivência destes organismos.

ì  Os sobreviventes pertenciam a dois grupos: um grupo conseguiu sobreviver em ambientes onde permaneciam anaeróbios, outros desenvolveram a capacidade de resistir ao oxigénio. Estes últimos, à semelhança das actuais mitocôndrias, conseguiram aproveitar o oxigénio para oxidar compostos orgânicos e assim obter energia.

ì  Os organismos procariontes são muito simples, e por isso era impossível realizar ao mesmo tempo a fotossíntese e a respiração. Assim, alguns grupos de procariontes terão aumentado a sua complexidade, estando na origem dos eucariontes. Foi preciso aparecer o oxigénio para se desencadear o aumento de complexidade que terá dado origem aos eucariontes. Daí os 2.500 M.a. que separam os primeiros procariontes dos primeiros eucariontes.

ì  Fundamentalmente, há duas hipóteses que tentam explicar a origem dos seres eucariontes: a hipótese autogénica e a hipótese endossimbiótica.

Hipótese Autogénica

ì  De acordo com a hipótese autogénica, os seres eucariontes são o resultado de uma evolução gradual dos seres procariontes. Numa fase inicial, as células desenvolveram sistemas endomembranares através de invaginações progressivas da membrana plasmática.

ì  O núcleo ter-se-á formado por porções da membrana que envolveram o material nuclear. Outras membranas evoluíram no sentido de produzir organelos semelhantes ao retículo endoplasmático.

ì  Posteriormente, algumas porções de material genético abandonaram o núcleo e terão incorporado pequenas estruturas membranares, onde evoluíram sozinhas, originando deste modo as mitocôndrias e os cloroplastos.

Hipótese Endossimbiótica

ì  Esta hipótese, inicialmente proposta por Lynn Margulis, defende que os seres eucariontes terão resultado da evolução conjunta de vários organismos procariontes, os quais foram estabelecendo associações simbióticas entre si.

ì  A investigadora propôs que as mitocôndrias e cloroplastos seriam inicialmente organismos procariontes autónomos. Contudo, há cerca de 2100 M.a. ter-se-ão estabelecido relações endossimbióticas entre os procariontes heterotróficos ancestrais e as células de maiores dimensões. Os procariontes heterotróficos ancestrais terão dado origem às mitocôndrias. A íntima cooperação entre estas células terá levado a uma evolução conjunta dos organismos que resultou no surgimento das células eucarióticas heterotróficas.

ì  Esta cooperação torna-se vantajosa para a célula hospedeira, pois a utilização do oxigénio por parte da simbionte permite afastar o oxigénio do núcleo, impedindo assim a destruição do material genético por reação com o oxigénio. Por outro lado, o procarionte passa a ter à disposição mais oxigénio para a produção de energia.

Sobre as duas Hipóteses... Hipótese Autogénica

ì  Argumentos a favor: ü  As membranas celulares apresentam continuidade

física entre todas; além disso, - todas as membranas apresentam a mesma estrutura e composição bioquímica.

ì  Contudo: ü  O material genético das mitocôndrias e dos

cloroplastos apresenta uma maior semelhança com o das bactérias autónomas do que com o material genético presente no núcleo. Se o material genético e as membranas tivessem todos uma origem comum, como defende o modelo autogénico, todo o material genético deveria ser semelhante, o que efectivamente não acontece.

Hipótese Endossimbiótica ì  Argumentos a favor:

ì  As mitocôndrias e os cloroplastos apresentam dimensões semelhantes às bactérias;

ì  As mitocôndrias e os cloroplastos apresentam o seu próprio material genético, capaz de se replicar e traduzir de forma independente do núcleo da célula;

ì  O DNA, os ribossomas e as estruturas membranares das mitocôndrias e dos cloroplastos são estruturas mais semelhantes às existentes em seres procarióticos do que às da célula onde se encontram (por exemplo, o DNA das mitocôndrias e cloroplastos não se encontra associado a histonas, tal como acontece no material genético dos procariontes atuais);

ì  As mitocôndrias e os cloroplastos possuem ribossomas próprios (semelhantes aos das células procarióticas) e são capazes de sintetizar as suas próprias proteínas e de se dividir de forma independente do núcleo da célula onde se encontram;

Hipótese Endossimbiótica

ì  Para pensar: ì  Esta hipótese, tal como foi proposta inicialmente por Lynn

Margulis, não explica a origem do núcleo e dos restantes organitos endomembranares. Além disso, não se podem esquecer os argumentos a favor do modelo autogénico (continuidade física e semelhança estrutural entre as membranas celulares internas e externa).

ì  Assim, alguns investigadores procuraram conciliar as duas hipóteses, defendendo que os sistemas endomembranares e o núcleo tenham resultado de invaginações da membrana plasmática, tal como defende a hipótese autogénica e as mitocôndrias e os cloroplastos terão tido origem em relações de endossimbiose, tal como defende a hipótese endossimbiótica.

Sites de Referência:

http://biogeolearning.com/site/v1/biologia-11o-ano-indice/evolucao-biologica/origem-das-celulas-eucarioticas/

http://simbiotica.org/celula.htm

http://evolucionismo.org/profiles/blogs/nossas-celulas-e-nossa-origem