ORIGEM DA VIDA

Ainda não se sabe ao certo, mas até o momento os cientistas dão como início da vida em nosso planeta em 3,800 bilhões de anos. Na antiguidade acreditava-se que os seres vivos surgiam espontaneamente da matéria bruta a hipótese da geração espontânea, também chamada de abiogênese. Porém, por meio de diversos experimentos, executados por cientistas da época, como Redi, Needham, Spallanzani e Pasteur, foi possível descartar essa hipótese, adotando a biogênese, que afirma que os micro-organismos surgem a partir de outros preexistentes.

Essa teoria respondeu a muitas questões, porém a biogênese não explica como se dá o processo de surgimento de uma espécie a partir de outra. Assim, existem algumas explicações para tal, sendo a origem por evolução química a mais aceita pela categoria científica. Essa teoria propõe que a vida surgiu a partir do arranjo entre moléculas mais simples, aliadas a condições ambientais peculiares, formando moléculas cada vez mais complexas, até o surgimento de estruturas dotadas de metabolismo e capazes de se autoduplicar, dando origem aos primeiros seres vivos. Oparin, Haldane e Miller são os precursores dessa hipótese.

                          

Nos dias atuais, acredita-se que o primeiro ser vivo era autotrófico (ou seja, que produz seu próprio alimento). Dois motivos justificam sua ampla aceitação: o fato do planeta provavelmente não dispor de moléculas orgânicas suficientes para sustentar as multiplicações dos primeiros seres vivos até que a fotossíntese surgisse, e o fato de que, em razão da instabilidade do planeta, estes organismos só conseguiriam sobreviver se estivessem em locais mais protegidos, como fontes termais submarinas dos mares primitivos.

 Assim, a hipótese autotrófica sugere que os primeiros seres vivos surgiram primeiramente em ambientes mais extremos, nutrindo-se a partir da reação entre substâncias inorgânicas, tal como algumas archaeas atuais: processo este denominado quimiossíntese. Essa hipótese sugere ainda que, a partir desses primeiros seres vivos, surgiram aqueles capazes de realizar fermentação, depois os fotossintéticos e, por último, os seres heterotróficos.

PANSPERMIA CÓSMICA

Essa teoria sugere que a vida veio do espaço, e que não teve início na terra, é uma teoria antiga, datada do século V antes de Cristo, mas que voltou a tona na década de 70, e que n atualidade com o avanço dos instrumentos de exploração espacial voltou a figurar como uma hipótese possível. 

Sugere essa teoria que a vida veio em asteroides e meteoritos que em tempos remotos se chocaram com o nosso planeta.

Se essa teoria for comprovada, podemos dizer que somos todos extraterrestres

FUNGOS

Os fungos compreendem um grupo diverso de organismos eucariotos que podem sobreviver tanto em hábitat aquático quanto terrestre. São heterotróficos, nutrindo-se de outros seres vivos, podendo ser:

• saprófitas: alimentam-se de matéria orgânica em decomposição;
•  simbiontes: vivem em simbiose (relação entre dois organismo que promove vantagem mútua);
• comensais: vivem em comensalismo (relação em que um organismo se beneficia de outro, sem prejudicá-lo ou beneficiá-

Por apresentarem algumas características típicas, os fungos são classificados em um reino separado, o Reino Fungi.

Os fungos são diferenciados de outros organismos eucariotos por possuírem na parede celular os polissacarídeos quitina e glucana e porque, em sua membrana celular, o ergosterol entra no lugar do colesterol. Morfologicamente, os fungos podem ser leveduriformes (leveduras) ou filamentosos (bolores). As leveduras ou fungos leveduriformes são fungos unicelulares, com aspecto esférico. Na maioria das vezes, elas se reproduzem assexuadamente por brotamento. Neste processo, uma célula-mãe dá origem a uma protuberância, que cresce e posteriormente se separa dela, deixando cicatrizes.

Uma levedura bastante útil para o homem é a do gênero Saccharomyces cerevisiae, mostrada na Figura 1. Ela é utilizada na fabricação de pães e na produção de bebidas alcoólicas.

Figura 1 Levedura de Saccharomyces cerevisiae.

                              

BOLORES

Os bolores ou fungos filamentosos, como os da Figura 2, são multicelulares. São compostos por filamentos, estruturas tubulares chamadas de hifas, que se alongam em suas extremidades e crescem ao longo de uma superfície, ramificando-se e formando uma massa compacta, o micélio.

                        

                         

                                   Figura 2 Microscopia eletrônica de varredura de Penicillium sp.

As hifas podem ser septadas, isto é, divididas por septos ou paredes transversais, ou não septadas, chamadas de hifas cianocíticas. As hifas que crescem na superfície sólida do meio de cultura ou sob a matéria orgânica são as hifas vegetativas. As hifas que se projetam para o ar acima da superfície sólida, são chamadas de hifas aéreas. Observe o esquema da Figura 3, que apresenta esses dois tipos de hifas.

                                       

As hifas aéreas podem conter estruturas especializadas, conhecidas como conídios, que são esporos assexuados (não derivados da fusão de gametas), facilmente transportados pelo ar e dispersos na natureza. Alguns fungos produzem esporos sexuais, resultantes da fusão de gametas ou de hifas especializadas (gametângios), ou de fusão de células haploides, com o propósito de formar uma célula diploide que, posteriormente, sofrerá meiose e mitose para produzi esporos individuais.

Existem ainda os fungos dimórficos, que podem existir na forma de levedura ou na forma filamentosa, de acordo com a temperatura. Alguns fungos patogênicos humanos são dimórficos. Em relação às bactérias, os fungos apresentam um crescimento lento, com um tempo de multiplicação celular de horas. Observe a seguir, na Figura 4, a transição de um fungo dimórfico, induzido, pela temperatura, a mudar do estado filamentoso (micélio) para o estado de levedura.

DIVISÃO DOS FUNGOS:

Os fungos são divididos em cinco filos: 1)  Cythridiomycota: compreende um grupo de fungos primitivos, caracterizados pela presença de flagelo em algum estágio do seu ciclo de vida. A maioria deles é aquática. Sua parede celular contém quitina e glucanos (polissacarídeos). Podem ser unicelulares ou multicelulares,sendo a maioria saprófita ou parasita. 2) Zygomycota (zigomicetos): possuem parede celular com quitina e hifas não septadas. O mais conhecido é o Rhizopus nigricans, representado nas Figuras 5 e 6. O bolor negro que cresce nos pães e nas frutas contém hifas aéreas com esporos. Quando são transportados pelo vento e caem sobre a matéria orgânica, estes esporos germinam e originam novas hifas. Entretanto, pode ocorrer também a reprodução sexuada (conforme esquema da Figura 7), com a fusão nuclear de hifas de cepas diferentes, gerando zigotos em uma estrutura rígida chamada de zigósporo.

                                   

Ascomycota (ascomicetos): recebem este nome porque produzem esporos sexuados dentro de uma estrutura em forma de saco, o asco. Possuem hifas septadas com um poro central. Nos fungos filamentosos, a reprodução assexuada ocorre com a produção de conídios nas extremidades das hifas. Veja esse tipo de reprodução na Figura 8. Já na reprodução sexuada, como você pode observar na Figura 9, uma hifa produz um ascogônio e outra hifa próxima produz um anterídio. Eles se fundem e, em seu interior, ocorre a fusão nuclear, com a produção de um zigoto que se divide em 8 núcleos dentro de cada asco, formando 8 ascósporos, que são expelidos e produzem novas hifas. As leveduras estão incluídas neste grupo, apesar de se reproduzirem assexuadamente.

                                                         

Basidiomycota (basidiomicetos): são fungos que possuem uma estrutura sexuada em forma de clava, chamada de basídio. São conhecidos popularmente como cogumelos. Em seu ciclo de vida, que você pode observar

na Figura 10, os esporos sexuais germinam formando hifas com septos. No micélio, ocorre a fusão das hifas. As hifas dicarióticas se desenvolvem e produzem basídios, gerando os basidiósporos.

                                    

Alguns cogumelos são produtores de toxinas letais para o homem, como o Amanita muscaria da Figura 11:

Deteromycota (fungos imperfeitos): são chamados de imperfeitos porque não possuem o estágio sexuado em seu ciclo de vida.

A IMPORTÂNCIA DOS FUNGOS EM NOSSAS VIDAS:

Nos ecossistemas, os fungos são decompositores, uma vez que sua sobrevivência está vinculada à excreção de enzimas que degradam a matéria orgânica. Eles podem ser considerados os grandes recicladores de matéria orgânica da natureza. Para inibir seus competidores no meio ambiente, os fungos secretam algumas substâncias tóxicas como os antibióticos. A maioria dos antibióticos do mercado farmacêutico é derivada de fungos. Vale a pena relembrar que o primeiro antibiótico a ser descoberto por Alexander Fleming, em 1928, foi a penicilina, um derivado do fungo Penicillium sp.

 A indústria farmacêutica também se beneficiou de substâncias derivadas de fungos que possuem atividade imunossupressora, administradas em pacientes transplantados. Na indústria de alimentos, tem-se a utilização dos fungos nos

processos de fermentação para a produção de bebidas alcoólicas, pães, queijos entre outros alimentos, além de alguns serem consumidos, como é o caso do champignon, do shitake e do shimeji, que apresentam alto teor de proteínas.

Os fungos, por serem organismos eucariotos, são um excelente modelo de estudo sobre estes, e têm sido utilizados pela biotecnologia na produção de biofármacos. Já os fungos que parasitam insetos podem ser extremamente úteis para o controle de pragas nas plantações (biocontrole), evitando o uso de pesticidas químicos.

 

VÍRUS

A palavra vírus vem do latim e significa “veneno”, “toxina”, e

está relacionada à descoberta do primeiro vírus, o vírus mosaico

do tabaco, que ataca folhas dessa planta, deixando-a com manchas

amareladas, conforme você pode observar na Figura 1.

1 Folha de tabaco infectada com vírus do mosaico do tabaco.

Na tentativa de realizar o isolamento do agente causador desta doença, o pesquisador Dmitri Iwanowski realizou a filtragem da seiva de uma planta doente e pretendia isolar a “suposta bactéria” causadora da doença, uma vez que esperava que ela ficasse retida no filtro.

Para sua surpresa, ele descobriu que o agente causador da doença apresentava pequeno peso molecular, passando através dos poros do filtro, pois a seiva filtrada, ao ser aplicada nas folhas de uma planta de tabaco saudável, induzia a doença. Por causa desse fato, passou-se a denominar esses agentes filtráveis de “vírus”. Somente após vários anos, e com o desenvolvimento da microscopia eletrônica, foi possível isolar e visualizar o vírus mosaico do tabaco, que você pode observar na Figura 2. Figura 2 Fotomicroscopia eletrônica do vírus do mosaico do tabaco.

Figura 2 Vírus mosaico do tabaco

Os vírus são partículas infecciosas muito pequenas, com formas e tamanhos variados (veja Figura 3), que não possuem natureza celular ou organelas intracitoplasmáticas; são desprovidos de maquinaria bioquímica para realizar a síntese macromolecular de proteínas e do seu ácido nucleico, impedindo sua autonomia para multiplicar-se.

                                                              Figura 3 Representação de diferentes tipos de vírus.

Desta forma, devem, obrigatoriamente estar dentro de uma célula para se multiplicar, utilizando a maquinaria bioquímica da célula hospedeira. Por esta razão, todos os vírus são parasita sintracelulares obrigatórios. Outra característica dos vírus é que eles apresentam um único tipo de ácido nucleico: ou DNA ou RNA, nunca possuindo ambos.

7. ESTRUTURA VIRAL

As partículas virais, por não apresentarem natureza celular, possuem uma estrutura bastante simples, caracterizada pela presença de seu material genético (DNA ou RNA), que é revestido por uma cápsula proteica. Entretanto, em alguns tipos de vírus, há um revestimento externo adicional, que é chamado de envelope, constituído por uma camada bilipídica de fosfolipídios, proteínas e glicoproteínas, semelhante à membrana celular.

Os vírus que não possuem envelope são denominados vírus não envelopados, enquanto os vírus que possuem envelope são os vírus envelopados. Alguns vírus especializados em infectar bactérias (bacteriófagos) apresentam uma estrutura mais elaborada, com estruturas especializadas para realizar a fixação e a invasão das células bacterianas e, por isto, são chamados de vírus complexos. Uma partícula viral completa recebe o nome de vírion.

Nos vírus não envelopados, o capsídeo apresenta natureza proteica, como você pode observar na Figura 4. Cada unidade proteica do seu capsídeo é chamada de capsômero, que pode ser de um único tipo ou não. As proteínas do capsídeo possuem a função de reconhecer a célula hospedeira. Figura 4 Representação esquemática de um vírus não envelopado. 

Figura 4 Representação esquemática de um vírus não envelopado.

Os vírus envelopados repetem a estrutura dos vírus não envelopados, e são acrescidos do envelope, conforme a Figura 5 a seguir. De acordo com o tipo de vírus, o envelope pode possuir projeções externas de glicoproteínas, as espículas, que têm a função de ligar-se a proteínas de superfície de membrana da célula hospedeira.

                                

                                                      Figura 5 Representação esquemática de um vírus envelopado.

O envelope é adquirido durante o processo de saída do vírus da célula, onde ele utiliza parte das membranas celulares (membrana nuclear ou plasmática), associadas a suas proteínas, para construir o envelope.

A estrutura do envelope, por ser parcialmente originada da célula hospedeira, protege as partículas virais do ataque do sistema imunológico e também facilita a disseminação das partículas virais para novas células, por intermédio da fusão com a membrana

celular das células hospedeiras.

BACTERIÓFAGO:

Existe uma grande variedade de bacteriófagos, mas a maioria possui genoma de DNA. São desprovidos de envelope e possuem estruturas acessórias como bainha e fibras da cauda, que auxiliam no processo de fixação e invasão das bactérias.

Observe o esquema representativo de um bacteriófago na Figura 6. Veja que o capsídeo ou cabeça possui uma forma poliédrica,onde se localiza o DNA. O restante da estrutura viral é a cauda, que é composta por uma bainha e possui estrutura helicoidal contrátil.

Figura 6. Bacteriófago

As células bacterianas apresentam uma estrutura semirrígida chamada de parede celular. É uma membrana celular externa, uma barreira que os bacteriófagos necessitam romper para invadir a célula.

Aleatoreamente, um bacteriófago pode colidir com a parede celular de uma bactéria, na extremidade da cauda do bacteriófago. As fibras da cauda interagem com moléculas da parede celular bacteriana, promovendo a sua adesão. Posteriormente, as fibras da cauda liberam a enzima lisozima, que degrada a parede celular, produzindo um poro na parede celular, a bainha contrátil contrai e, por propulsão, o material genético viral é introduzido no citoplasma da bactéria hospedeira. Veja a sequência na Figura 7.

Figura 7 Representação esquemática de um bacteriófago invadindo uma célula bacteriana.

 VÍRUS E CÂNCER:

Estima-se que 15% dos cânceres humanos sejam resultantes de infecções virais. Como no caso dos bacteriófagos que fazem o ciclo lisogênico, alguns vírus que infectam as células animais também podem inserir seu material genético no genoma humano em sítios aleatórios, transformando as células em um tumor maligno.

Ao se integrar ao genoma humano, o vírus induz a síntese das proteínas virais; algumas destas proteínas interrompem o efeito dos genes supressores de tumores e, dessa forma, a célula hospedeira passa a se dividir descontroladamente.

BACTÉRIAS

REINO MONERA

Bactérias são seres unicelulares, procariontes, de vida livre ou em colonias, são seres primários em sua constituição biológica mas de extrema importância para a vida. As bactérias podem ser classificadas da seguinte forma. As bactérias pertencem ao Reino monera que é composto por ceanobactérias e arqueobactérias

As bactérias (do grego bakteria: 'bastão') são encontrados em todos os ecossistemas da Terra e são de grande importância para a saúde, para o ambiente e a economia. As bactérias são encontradas em qualquer tipo de meio: mar, água doce, solo, ar e, inclusive, no interior de muitos seres vivos. Hoje esses seres microscópicos são encontrados até em lugares inóspitos a vida, como em vulcões e geises.

IMPORTÂNCIA DAS BACTÉRIAS PARA À VIDA:

• Decomposição de matéria orgânica.
• Agentes que provocam e curam doenças.
• Muito utilizadas no processo industrial, na fermentação e processos de transformação de alimentos.
• Engenharia e biotecnologia, para a síntese de várias substâncias entre elas a produção de insulina e hormônio do crescimento.

Algumas espécies de bactérias possuem, externamente à membrana esquelética, outro envoltório, mucilaginoso, chamado de cápsula. É o caso dos pneumococos (bactérias causadoras de pneumonia). Descobriu-se que a periculosidade dessas bactérias reside na cápsula em um experimento, ratos infectados com pneumococo sem cápsula tiveram a doença porém não morreram, enquanto pneumococos capsulados causaram pneumonia letal.

A parede da célula bacteriana, também conhecida como membrana esquelética, reveste externamente a membrana plasmática, e é constituída de uma substância química exclusiva das bactérias conhecida comomureína (ácido n-acetil murâmico).

TIPOS DE BACTÉRIAS:

ORGANISMO PATOGÊNICOS 

Nesse quadro abaixo, está representado não só as bactérias, mas também outros tipos de organismos patogênicos.

BIOLOGIA CELULAR

Também conhecida por Citologia, a Biologia Celular é a parte da biologia responsável pelo estudo das células. Esse ramo da biologia é importante, pois as células são utilizadas para diferenciar o que possui e o que não possui vida. Além disso, essa estrutura é importante e fundamental para qualquer ser humano.

As células começaram a ser estudadas a partir da invenção do microscópio, em 1950. Uma empresa que fabricava lentes, a Zacharias Janssen, conseguiu criar esse objeto que permite  a visualização de pequenos organismos, ampliando a imagem diversas vezes. Como a célula é muito pequena, ela somente passou a ser estudada depois dessa invenção. A empresa colocou duas lentes em um tubo.

No século XVII, Robert Hooke, avaliou um pedaço de cortiça e neles, verificou cavidades minúsculas. Elas receberam o nome de células (derivada do latim cella que significa lugar fechado e pequeno cômodo). O que ele observou foi a parte que envolve a célula, a parede celular. Já em 1838, verificou-se que as células eram algo básico em todas as plantas e, no ano seguinte, também passou a ser a unidade básica dos animais. A partir dessas descobertas, surgiu a seguinte teoria celular: 'Todos os seres vivos são formados por células.'

Nos anos seguintes, foram sendo descobertas diversas estruturas em seu interior e as funções desempenhadas por eles. Em 1858, um médico alemão afirmou que as células também eram responsáveis pela hereditariedade e evolução.

Princípios da teoria celular moderna:

• Todos os seres vivos possuem células; porém, alguns são formados por apenas uma célula;
• As condições vitais dos seres vivos vão depender de suas propriedades celulares;
• Elas surgem sempre a partir de uma já existente.

As células podem ser diferenciadas através de sua morfologia, porque cada uma delas é adaptada a sua função. Elas também podem ter sua forma influenciada por diversos fatores. As células vegetais têm um formato anguloso graças à parede de celulose que elas possuem e as células animais não têm uma parede celular e, por isso, são mais curvas.

Ao longo dos anos, o surgimento de diversas técnicas foram importantes para que o conhecimento sobre as células crescesse. Além do microscópio, também passaram a ser utilizadas as técnicas de fixação, coloração, centrifugação fracionada, dentre outros.

Tipos de Células

As células são divididas em dois grupos: procarióticas e eucarióticas. O reino Monera pertence ao grupo das células procarióticas; enquanto isso, os reinos: Protista, Fungi, Animalia e Plantae fazem parte do grupo das células eucarióticas. Todos os seres vivos têm células que podem ser unicelulares, quando são formados por apenas uma célula, ou pluricelulares, para os que são formados por várias células.

Procariontes

Esses organismos são unicelulares e fazem parte do grupo Monera, que pode ser exemplificado pelas bactérias. Esse tipo de célula tem o DNA que não é envolvido por uma membrana e ele fica mergulhado no citoplasma. Esse é formado por diversas substâncias dissolvidas em água e no citoplasma são encontrados os ribossomos que realizam a síntese de proteínas. Esse tipo de célula é envolvida pela membrana plasmática, que também é envolvida pela parede celular, formada por glicídios e aminoácidos.

Eucariontes

Esses organismos podem ser uni ou pluricelulares. Comparada à célula procariótica, essas células são maiores e mais complexas. Ela possui um material genético com DNA associado às proteínas. São envolvidas por uma membrana nuclear e possuem um núcleo individualizado, além de diversos organismos que não constam nas células eucariontes.

Célula Animal

É a menor unidade básica dos seres vivos. A célula animal é diferente da célula vegetal, pois não possui parede celular e nem os plastos. Além disso, ela é dotada de flagelos, o que não é comum na célula vegetal. Elas têm um núcleo separado do citoplasma com a ajuda de um envoltório, chamado carioteca.

Componentes da Célula Animal

1. Retículo Endoplasmático;
2. Ribossomos;
3. Complexo de Golgi;
4. Lisossomos;
5. Peroxissomos;
6. Vacúolos;
7. Centríolos;
8. Cílios e Flagelos;
9. Mitocôndria;
10. Núcleo Celular.

Célula Vegetal 

A célula vegetal possui semelhanças com a célula animal, mas são bem distintos. Ela possui parede celular e cloroplastos que não constam nas células animais. Ela ainda possui organoides distintos da célula animal como vacúolo, plastos e substâncias esgásticas.

Componentes da Célula Vegetal

• ⇒ Núcleo;
• ⇒ Retículo endoplasmático;
• ⇒ Citoplasma;
• ⇒ Ribossomos; 
• ⇒ Complexo de Golgi;
• ⇒ Mitocôndrias;
• ⇒ Lisossomos;
• ⇒ Plastos;
• ⇒ Vacúolos;
• ⇒ Parede Celular;
• ⇒ Substâncias esgásticas.

CÉLULAS VISTA AO MICROSCÓPIO: