Olá Pessoal,
Como vimos na última aula, nem tudo que aprendemos no ensino médio é 100% verdadeiro. A árvore de Whittaker partia do ancestral comum entre eucariotos e procariotos e então seguiria a diversidade de organimos, relembrando que o grupo Archaea estava dentro dos procariotos. Foi então que Woese em 1977, através do uso do cronometro evolutivo, mostrou que a partir de um mesmo ancestral comum se separavam três domínios: Eukarya, Bacteria e Archaea. Atualmente é aceito pela comunidade científica que este ancestral comum provavelmente era um organimo similar a uma Archaea. Isto se deve ao fato das arqueas viverem em ambientes que eram os que prevaleciam na Terra primitiva.
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| Woese |
Um dos principais focos de estudo em fósseis de microrganismos fica em Shark Bay na Austrália em função das formações rochosas que lá existem. Essas formações são os estromatólitos, que são formados por uma base de calcário produzido por microrganismos e então formam colunas no fundo de mares rasos que vai se acumulando até formar uma espécie de recife. Estas estruturas podem datar até 3,8 bilhões de anos, mostrando que mesmo nas condições adversas da atmosfera primitiva já existiam microrganismos. Apesar sua baixa diversidade morfológica (cocos, bacilos e espiralados), estes seres possuem uma grande diversidade genética. Em aula, falamos que isto é um paradoxo: se tem grande diversidade genética, era de se esperar grande diversidade morfológica. Em eucariotos a situação é o contrário: a diversidade genética não é tão alta quanto entre procariotos porém a morfológica sim. Isto nos mostra que a seleção natural atuou de tal maneira a não permitir grandes variações na célula de procariotos. As formas celulares atuais são as que permitem manter elevadas taxas metabólicas e se adaptar a inúmeros nichos. Lembre-se: uma célula de
Escherichia coli se multiplica a cada 15-20 minutos!!!
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| Shark bay - estromatólitos |
Agora que nos situamos na diversidade genética, quais são as principais diferenças entre eucariotos e procariotos? Vamos começar pelo próprio nome, os procariotos não possuem carioteca, ou seja, a membrana que envolve o núcleo, portanto o mesmo não é organizado. Os procariotos também não tem organelas celulares. Outra diferença é em relação ao cromossomo, no caso dos procariotos ele é único e circular (com exceções) e os eucariotos possuem vários e lineares. Porém, os procariotos possuem plasmídeos que os eucariotos não possuem. O plasmídeo é um mini cromossomo que é dispensável e pode ser trocado entre indivíduos. Por fim, mas não menos importante, são seus meios de variabilidade genética, os eucariotos contam com a meiose e os procariotos possuem três meios de variabilidade: conjugação, transformação e transdução. Além da mutação que é um mecanismo evolutivo que todos os seres possuem.
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| Conjugação |
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| Transdução |
A conjugação é um mecanismo de variabilidade onde uma bactéria "macho", bactéria que produz um pêlo sexual (sex pilus), encontra com uma bactéria "fêmea". O macho envia uma cópia do seu plasmídeo para a fêmea fazendo com que ela possua novos genes. A transformação ocorre através da captura de fragmentos que estão soltos no ar e então estes são inseridos dentro do plasmídeo. A transdução acontece por intermédio de um vírus. O vírus infecta a bactéria e se multiplica e ocasionalmente uma nova capsula viral acaba armazenando um pedaço do cromossomo dessa bactéria hospedeira prestes a morrer. Esta vírus acaba infectando outra bactéria e ao invés de causar a morte da mesma, transmite um fragmento do DNA da antiga hospedeira que se insere em seu cromossomo.
Mas neste contexto como ficam as Archaeas? Elas são mais próximas aos eucariotos ou procariotos? Já sabemos que em relação à sequência do gene que codifica o RNA ribossomal ela é diferente de ambos e agora vamos ver um pouco sobre suas características. Primeiramente, elas possuem parede celular assim como as bactérias, porém sua composição é muito variada, diferentemente das bactérias que possuem a parede celular de peptideoglicano. Outra semelhança com as bactérias é o alto conteúdo protéico da membrana plasmática que se opõe ao dos eucariotos, que é baixo. Eucariotos e bactérias possuem fosfolipídeos na membrana, enquanto que Archaeas possuem uma composição lipídica variada. Outra característica importante é a estrutura e ligação dos lipídeos da membrana: o domínio bactéria e eukarya possuem uma cadeia linear enquanto que Archaeas possuem sua cadeia ramificada. A ligação lípidica de bactéria e eukarya é éster enquanto que Archaea é éter. Outra semelhança entre Archaea e Eukarya são as histonas que protegem o DNA. São características muito importantes que mostram o quão diferentes são estes domínios e também porque as Archaeas não podem ser inseridas nem em um grupo e nem um outro, tendo um domínio só para ela.
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| Rhizobium |
Apesar da importância das arqueas, poucos exemplos fazem ligação direta com Florestal e Agronomia. Mas isto é reflexo de nosso pouco conhecimento sobre elas e isto deve mudar no futuro. Já no caso das bactérias, sua importância direta é ampla! Existem bactérias fitopatogênicas (gram positiva e negativa, mais detalhado no resumo da aula prática), simbióticas (fixação de nitrogênio), entéricas e esporogênicas (infecção e intoxicação alimentar). Estes assuntos serão vistos um pouco mais em detalhes mais para o final do curso, justamente para fazermos uma ligação com as disciplinas que vcs cursarão no futuro. Aí, se vc gostou dos procariotos e quiser trabalhar com eles no futuro, saberá em quais áreas vc poderá auar como florestal ou do agrônomo. Aqui vão algumas: controle biológicos de pragas; fitopatologia; fermentações alimentícias; segurança alimentar; associações simbióticas entre plantas e microorganismos, fisiologia do rúmen, e por aí vai...
Até a próxima aula
Raphael/Aranha
Agora que nos situamos na diversidade genética, quais são as principais diferenças entre eucariotos e procariotos? Vamos começar pelo próprio nome, os procariotos não possuem carioteca, ou seja, a membrana que envolve o núcleo, portanto o mesmo não é organizado. Os procariotos também não tem organelas celulares. Outra diferença é em relação ao cromossomo, no caso dos procariotos ele é único e circular (com exceções) e os eucariotos possuem vários e lineares. Porém, os procariotos possuem plasmídeos que os eucariotos não possuem. O plasmídeo é um mini cromossomo que é dispensável e pode ser trocado entre indivíduos. Por fim, mas não menos importante, são seus meios de variabilidade genética, os eucariotos contam com a meiose e os procariotos possuem três meios de variabilidade: conjugação, transformação e transdução. Além da mutação que é um mecanismo evolutivo que todos os seres possuem.
Mas neste contexto como ficam as Archaeas? Elas são mais próximas aos eucariotos ou procariotos? Já sabemos que em relação à sequência do gene que codifica o RNA ribossomal ela é diferente de ambos e agora vamos ver um pouco sobre suas características. Primeiramente, elas possuem parede celular assim como as bactérias, porém sua composição é muito variada, diferentemente das bactérias que possuem a parede celular de peptideoglicano. Outra semelhança com as bactérias é o alto conteúdo protéico da membrana plasmática que se opõe ao dos eucariotos, que é baixo. Eucariotos e bactérias possuem fosfolipídeos na membrana, enquanto que Archaeas possuem uma composição lipídica variada. Outra característica importante é a estrutura e ligação dos lipídeos da membrana: o domínio bactéria e eukarya possuem uma cadeia linear enquanto que Archaeas possuem sua cadeia ramificada. A ligação lípidica de bactéria e eukarya é éster enquanto que Archaea é éter. Outra semelhança entre Archaea e Eukarya são as histonas que protegem o DNA. São características muito importantes que mostram o quão diferentes são estes domínios e também porque as Archaeas não podem ser inseridas nem em um grupo e nem um outro, tendo um domínio só para ela.
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