(1) O documento introduz os conceitos de biologia, citologia e microscopia, abordando a origem da vida e a teoria da abiogênese versus biogênese. (2) Explica experiências de Redi, Needham, Spallanzani e Pasteur que comprovaram a biogênese, desmentindo a geração espontânea. (3) Apresenta a hipótese de Oparin-Haldane sobre como a vida teria surgido na Terra primitiva a partir de moléculas orgânicas.

1. AULA 1 INTRODUÇÃO A BIOLOGIA, CITOLOGIA E MICROSCOPIA BIO = VIDA LOGIA = ESTUDO CITO = CÉLULA MICRO = PEQUENO SCOPIEN = VER Prof. Eduardo

2. ORIGEM DA VIDA Até o século XIX, imaginava-se que os seres vivos poderiam surgir da matéria bruta, de uma forma espontânea. Oriunda da Grécia antiga, essa teoria foi proposta por Anaximandro há 2.000 anos e divulgada por Aristóteles, era conhecida pôr geração espontânea ou abiogênese . Supunham a existência de um "princípio ativo", "força" capaz de comandar a transformação do material inanimado em seres vivos.

3. O grande poeta romano Virgílio (70 a.C.-19 a.C.), garantia que moscas e abelhas nasciam de cadáveres em putrefação. Na Idade Média, Aldovandro afirmava que, o lodo do fundo das lagoas, poderiam, poderiam nascer patos e morcegos. No século XVII, o naturalista Jan Baptiste van Helmont (1577-1644), de origem belga, ensinava como produzir ratos e escorpiões a partir de uma camisa suada, germe de trigo e queijo.

4. Abiogênose X biogênese No sec. XVII, Francesco Redi elaborou experiências refutando a geração espontânea. Colocou pedaços de carne no interior de frascos, deixando alguns abertos e fechando outros com uma tela. Observou que o material aberto atraía moscas, e que depois de algum tempo, notou o surgimento de "vermes" a carne. Nos frascos fechados onde as moscas não tinham acesso à carne em decomposição, esses "vermes" não apareciam . Nos frascos abertos, os vermes se transformavam em moscas.

6. Redi favoreceu a biogênese , teoria segundo a qual a vida se origina somente de outra vida preexistente . Quando Anton van Leeuwenhoek observou pela primeira vez os micróbios, reavivou a teoria da geração espontânea. Experiências de Needham X Spallanzani No final do séc. XVIII, John Needham (1713-1781) utilizou várias infusões, em frascos que foram fervidos por 30 min. e tampados. Ele Observou o surgimento de microorganismos, que segundo ele, surgiram pela geração espontânea.

7. Por outro lado, Lazzaro Spallanzani (1729-1799) ferveu durante uma hora as infusões e colocou-as em alguns frascos cuidadosamente selados. Não se verificou que a proliferação de microrganismos. No entanto, Needham não aceitou estes resultados, alegando que a excessiva fervura teria destruído o principio ativo. A polêmica prosseguiu até 1862, quando um brilhante experiemento conduzido por Louis Pasteur (1822-1895) resolveu definitivamente a questão.

9. Pasteur colocou diversas infusões em balões de vidro nos quais alongou os pescoços dos balões á chama, de modo a que fizessem várias curvas. Ferveu os líquidos até que o vapor saísse livremente das extremidades estreitas dos balões. Verificou que, não se forma contaminados por microrganismos. Para eliminar o argumento de Needham, quebrou alguns pescoços de balões, verificando que imediatamente os líquidos ficavam infestados de organismos. Ficou definitivamente provado que, nas condições atuais, a Vida surge sempre de outra Vida, preexistente ou Biogênese

11. Mas, como surgiu a Vida pela primeira vez ? Hipótese Criacionista/Fixista: Obra imutável de de uam divindade. Panspermia cósmica: Vida veio do espaço Hipótese Evolucionista: A vida surgiu na Terra a partir da evolução de moléculas orgânicas. Dentro da visão evolucionista, a teoria mais aceita é a teoria de Oparin/Haldane(1936) ou hipótese heterotrófica:

12. Na atmosfera primitiva do nosso planeta, existiriam metano, amônia, hidrogênio e vapor de água . Sob altas temperaturas, em presença de centelhas elétricas e raios ultravioleta, tais gases teriam se combinado, originando aminoácidos, eram arrastados para o mar. Submetidos a aquecimento prolongado, os aminoácidos combinavam-se uns com os outros, formando proteínas. Surgia uma "sopa de proteínas" nas águas mornas dos mares primitivos. As proteínas dissolvidas em água formavam colóides. Os colóides se interpenetravam e originavam os coacervados .

14. Os coacervados englobavam moléculas de nucleoproteínas. Depois, organizavam-se em gotículas delimitadas por membrana lipoprotéica. Surgiam as primeiras células. Essas células pioneiras eram muito simples e ainda não eram capazes de realizar a fotossíntese, sendo portanto, heterótrofas fermentadoras e anaeróbicas. Posteriormente surgiram as células autótrofas e em conseqüência disso os organismos aeróbicos Oparin não teve condições de provar sua hipótese.

15. Mas, em 1953, Stanley Miller, colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado e a descargas elétricas onde notou o aparecimento de aminoácidos .

16. Citologia

17. 1665: Robert Hooke observa pequenos compartimentos em fatias de cortiça, os quais chamou de células . Considerado o descobridor destas. 1673: Anton van Leeuwenhoek : observa células vivas que chamou de animáculos (microrgasnismos). 1838: Matthias Schleiden e Theodor Schawann formulam a Teoria Celular: “Todos os seres são formados por células” 1855: Rudolf Virchow complementa a teoria celular: “todas as células vem de células preexistentes”

18. Hooke

20. Leeuwenhoek

23. Teoria celular Todos os seres são formados por células Toda célula vem de outra preexistente

24. Tipos de Células: Célula Prócariotica : Não possuem núcleo organizado (material genético solto no citoplasma) e nem organelas com membranas (possuem apenas ribossomos). Ex. Bactérias e cianobactérias Célula Eucariótica : Possuem núcleo organizado ou verdadeiro( carioteca contendo o material genético e organelas membranosas (mitocôndrias complexo de Golgi, etc.) Ex. Células animais e vegetais.

30. Citoplasma: (citosol ou hialoplasma), 55% do vol. Celular, formado por águas íons, e substâncias para síntese de proteínas. Ribossomos: pequenos grânulos formados por RNA e proteínas onde acontece a síntese de proteínas. Reticulo Endoplasmárico Rugoso (RER): Sistema membranoso de canais derivados da carioteca, serve para transportar substâncias pela célula. Podem ser do tipo rugoso se possuir ribossomos (síntese de proteínas) ou liso (síntese de esteróides) e degradação de drogas e álcool ).

31. Complexo golgiense (golgi): conjunto de sáculos membranosos, serve para modificar (glicosilação) empacotar (lisossomo) e endereçar proteínas (secreção celular). Lisossomo: Derivado do golgi, faz digestão intracelular e combate a invasores. Peroxissomo: Tipo especial de lisossomo, serve para degradar água oxigenada (peróxido de hidrogênio)

32. Mitocôndria: Organela de dupla membrana, possui um líquido interno (matriz mitocondrial, dobramentos da membrana interna (cristas mitocondriais), e ribossomos próprios. Produz ATP (energia) a partir da quebra da glicose. Centríolos: Estruturas composta por microtúbulos protéicos entra na formação de cílios e flagelos celulares Citoesqueleto: formado por polímeros protéicos de tubulina, actina ou miosina, dá a arquitetura celular.

33. Reticulo Endoplasmárico Rugoso (RER): canais membranosos, serve para transportar e armazenar substâncias e para síntese de proteínas Retículos lisos : transporte e armazenamento e síntese de esteróides e degradação de drogas e álcool ).

34. Complexo de Golgi : conjunto de sáculos membranosos, serve para modificar empacotar (lisossomo) e endereçar moléculas e para secreção celular)

39. Estrutura e Funções das Membranas Constituída por uma bicamada de fosfolípides , proteínas e um pouco de colesterol. ( Lipoprotéica ). A bicamada forma uma bicamada fluida onde estão imersas proteínas globulares e glicoproteínas. O colesterol modera a fluidez Esta estrutura permite a movimentação das moléculas (Modelo do Mosaico Fluido, Singer e Nicolson, 1972).

41. Devido as suas características, as membranas facilitam a passagem de pequenas moléculas hidrofóbicas como O 2 C O 2 e água e dificulta a passagem de grandes moléculas e íons. Para estas, existem proteínas especiais que atravessam a membrana e funcionam como “portas” ou “canais”. ( Proteínas Canais ou Transportadoras ). Dizemos portanto que as membranas possuem permeabilidade seletiva .

43. Moléculas de açúares associadas a proteínas (glicoproteínas) ou a lipídios (glicolipídios) formam um emvoltório externo à M.P., o glicocálix ou glicocálice. A função do glicocálix é de: A) reconhecimento (cada tipo celular possui um glicocálix próprio, e que também varia de indivíduo para indivíduo). B) proteção e adesão entre as células de um mesmo tecido.

45. Tipos de Transporte na Membrana A) Transporte Passivo : sem gasto de energia, ocorre naturalmente, a favor do gradiente de concentração. Ex: Difusão (equilíbrio das substâncias em um meio), Osmose (difusão da água) e a difusão facilitada (feita por proteínas de canal). B) Transporte Ativo : com gasto de energia, é “forçado” ou contra o gradiente de concentração. Ex.: Bomba de sódio e Potássio

46. A) Difusão passagem de solutos pela membrana do meio de maior concentração para o de menor concentração (a favor do gradiente ou equilíbrio de concentração).

47. A) Difusão facilitada: passagem de solutos pela membrana com a ajuda de proteínas canais ou transportadoras.

48. A membrana é totalmente permeável a água e ao O2 e CO2 e impermeável a íons e mol. orgânicas

49. Osmose (difusão da água) :passagem de solventes pela membrana semipermeável do meio de menor concentração para o de maior concentração (a favor do gradiente ou equilíbrio de concentração).

51. Transporte Ativo : com gasto de energia , é “forçado” ou contra o gradiente de concentração. Ex.: Bomba de sódio e Potássio

52. Transporte Ativo :

53. Processos de Endocitos e (entrada) A) Fagocitose : Emissão de pseudópodes (prolongamentos da membrana) e posterior digestão intracelular . B) Pinocitose : inveginação da membran e posterior digestão intracelular. Pseudópode fagossomo vacúlo digestivo (união do fagossomo com o lisossomo) vacúolo residual (clasmocitose) Processo de Exocitose (saída) A) Clasmocitose ou excreção celular

58. Especializações da membrana: I- microvilosidades (aumento da área de absorção). II- Desmossomo: adesão celular. III- adesão celular.