6 Arvore Da Vida-3 Dominios
-
Upload
johnathas-melati -
Category
Documents
-
view
300 -
download
1
Transcript of 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
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 domíniosos três domínios
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 2/55
• Todos os organismos existentes hojevem de um mesmo ancestral (grupo decélulas primordiais)
• Por que existem tantos organismosdiferentes?
Diversidade
Modificações ao longo do tempo resultaram na
diversidade que conhecemos hoje
Mutações (DNA) +
Regulação Gênica
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 3/55
Mutação: Origem da variabilidade
pode ser causada por erros de cópia do materialdurante a divisão celular, por exposição aradiação ultravioleta ou ionizante, mutagênicosquímicos, ou vírus.
Griffiths et al. Modern Genetic Analysis (1999)
• mudança naseqüência dosnucleotídeos domaterial genético(“erros” nareplicação do DNA)de um organismo
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 4/55
Complexidade e idade evolutiva
dos organismos• Não há organismos “superiores” ou “inferiores”
- Apresentam diferentes graus de complexidade
- Podem ser mais antigos ou mais recentes
• Todos podem estar bem adaptados ao seuambiente
As bactérias, por exemplo, apresentam grandediversidade e capacidade de adaptação a
diferentes ambientes
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 5/55
Relações evolutivas
• Relações de ancestralidade entre
os organismos
• Por que estudar estas relações?
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 6/55
Classificação
Classificação em 5 reinos NÃO reflete asrelações evolutivas entre os organismos
• Atualmente classifica-se os organismos combase nas suas relações de parentesco
• Classificação: processo de ordenação dosorganismos em grupos taxonômicos (ou taxa)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 7/55
* Identificação: alocação de organismosdesconhecidos em taxa já descritos
• Microrganismos encontrados em amostrasambientais ou associadas a plantas eanimais (métodos independentes de cultivo)
• Atualmente há mais de 50 filos de bactériasidentificados, a maioria composto pororganismos não cultivados
Identificação de espécies
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 8/55
Classificação: Aplicações em
Medicina
• Identificar patógenos
• Determinar padrões de disseminação dadoença
• Identificar espécies que atuam comvetores e reservatórios naturais
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 9/55
Classificação: Aplicações em
Conservação de espécies
• Identificar novas espécies
• Entender os padrões de distribuiçãode espécies
Apoiar e orientar os programas de manejo e
conservação da diversidade genética
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 10/55
Morfologia Dados moleculares• Início na década de 1970• Comparação de seqüências de nucleotídeosdo DNA ou seqüências de aminoácidos deproteínas• Grande quantidade de informações (cadaaminoácido de uma proteína ou nucleotídeo deuma seqüência de DNA é umaevidência filogenética)
• Possibilita a comparação entreorganismos distantes evolutivamente• Possibilita o estudo de microorganismosque não podem ser cultivados
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 11/55
Comparação entreseqüências
nucleotídicas
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 12/55
Comparação entre seqüências
nucleotídicas
11 espécies de primatas (camundongo como grupo externo)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 13/55
Árvore filogenética
• Representação gráfica das relações deancestralidade entre os organismos (com base nacomparação das seqüências nucleotídicas)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 14/55
Como comparar todos os organismosexistentes?
Quais dados são usados nasanálises?
Qual região do DNA ou qualproteína?
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 15/55
Ribossomos e RNA ribossomal
RNA ribossomal (rRNA)RNA ribossomal (rRNA)
Ribossomos são compostospor RNA e proteínas
• Presente em todos osorganismos
• Taxa de mudança
(mutações) do gene ésuficientemente lenta parapermitir a comparaçãoentre organismos degrupos distantesGriffiths et al. Introduction to the
Genetic Analysis (2000)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 16/55
RNA ribossomal e Bioinformática
Sequências de rRNA dos diversosorganismos podem ser comparadas
Importância de métodos computacionais(Bioinformática) para armazenar e gerenciara (bio)informação (ex. software BLAST;
Basic Local Alignment Search Tool)
Grande quantidade de informações
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 17/55
Os três domínios (Woese et al . 1990)
Ancestral comum a todos os
organismos
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 18/55
Os três domínios (Woese et al . 1990)
• Eukarya: células eucarióticas (núcleo definido eprotegido pelo envoltório nuclear); membrana celularlipídica (predominantemente diésteres de ácidograxo e glicerol); ribossomos contendo um tipo deRNAr eucarioto
• Bacteria: células procarióticas; membrana celularlipídica (predominantemente diésteres dediacilglicerol); ribossomos contendo um tipo de RNAr (eu)bacteriano
• Archaea: células procarióticas; membrana celularlipídica (predominantemente diésteres de glicerolisoprenóide ou tetraéteres de glicerol; ribossomoscontendo um tipo de RNAr arqueano
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 19/55
3 Domínios: Quantos reinos?
6 ?
3 Domínios!
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 20/55
3 Domínios
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 21/55
Os três domínios
• Archaea e Eucarya têm um ancestral comum
* Apesar do nome, Archaea não é o grupo mais
antigo
• Nenhum domínio se desenvolveu a partir dooutro: os 3 domínios evoluíram por viasdiferentes a partir de um ancestral comum
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 22/55
3 Domínios
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 23/55
Eukarya
• Eucariotos
Organismos com células nucleadas
(núcleo envolvido por membrana)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 24/55
Eukarya
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 25/55
Eukarya
http://www.tolweb.org/Eukaryotes/3
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 26/55
Eukarya
Baldauf. 2003. Science 300:1703-1706.
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 27/55
Eukarya
Sanderson. 2008. Science 321:121-123.
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 28/55
• Procariotos
• Parede celular com peptideoglicano
• Genoma geralmente organizado emum único cromossomo circular
• Grande diversidade de habitats
Bacteria
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 29/55
Bacteria
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 30/55
Bacteria
http://www.tolweb.org/Eubacteria/2
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 31/55
Bacteria
http://www.bacterialphylogeny.info
/bacteria.html
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 32/55
• Geralmenteencontrados emambientes extremos,
p.ex. altastemperaturas, baixopH, alta salinidade
Archaea
Archaea em fenda vulcânica na ilhade Kyushu, Japão (o tapete laranjasão as archaeas. As bordasamarelas são resíduos de enxofre)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 33/55
Em 1970 vários organismos procarióticos foram isolados a partir de
uma série de ambientes considerados inóspitos, quase que
incompatíveis com a presença de seres vivos.
Temperaturas elevadas (próximas a 100ºC)
Extrema acidez ou alcalinidade (pH 2 e 10)
Altas salinidades (até 32%, 5,5 M NaCl)
*** Salinidade média de oceanos é cerca de 3,5%.
Muitas vezes, ausência completa de oxigênio
Conhecimento das Archaea
Organismos primitivos????
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 34/55
• Geralmenteencontradosem ambientes
extremos, p.ex.altasconcentraçõessalinas
Archaea
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 35/55
Ambientes aquáticos frios (podem corresponder a 34% dabiomassa procariótica das águas costeiras superficiais da Antártida)
Sistema digestório do homem e outros animais
Pântanos
Aterros sanitários
Tecidos vegetais
Metanogênicas endossimbiontes em protozoários
OBS: Podem ser encontradas nos mais diversos ecossistemas.
ARCHAEA: Habitats
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 36/55
• Morfologicamente e metabolicamentesimilares a bactérias
• Seqüência e organização da informaçãogenética semelhante a eucariotos
- DNA associado a histonas
- Genes envolvidos nos processos detranscrição e tradução são similares aeucariotos
Archaea
http://www.tolweb.org/Archaea/4
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 37/55
Archaea
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 38/55
Archaea
Gribaldo & Brochier-
Armanet. 2006. Phil.
Trans. R. Soc. B
361:1007–1022
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 39/55
Crenarchaeota:
- hipertermófilos, como Thermoproteus , Pyrolobus e Pyrodictium;
- Maioria: quimioautotróficos;- Neste filo há também organismos isolados (mas ainda não cultivadosem laboratório) de ambientes frios, tais como águas oceânicas.
Lagoa quente, rica emenxofre, que é convertido aácido sulfúrico por espécies
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
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 40/55
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 41/55
ARCHAEA E BIOTECNOLOGIAARCHAEA E BIOTECNOLOGIA
Produção de energia (biogás e álcool)
Produção de ácidos orgânicos, antibióticos, aa
Tratamento de efluentes
PCR
Enzimas “extremófilas”, biocatálise industrial
Polímeros biodegradáveis (PHB)
Mineração (cobre, ouro, urânio)
Plantas transgênicas (genes de halófilas) ...
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 42/55
Complexidade é o objetivo da evolução?
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 43/55
A maior parte da diversidade
existente no planeta é representadapor microorganismos
Gould. A imprevisível e fortuita evolução da vida.Scientific American Brasil.
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 44/55
Projeto “Tree of life”
http://www.tolweb.org/tree/
• Objetivo: reunir informações sobre todos osorganismos existentes e as relações evolutivasentre eles
• Participação de pesquisadores de diversos países• Informações sobre cada grupode organismos estão dispostasem websites organizados
hierarquicamente, formandouma árvore
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 45/55
Projeto “Tree of life”
http://www.tolweb.org/tree/
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 46/55
Projeto “Tree of life”:buscando o gênero Homo
Search(busca)
Pesquisando as relaçõesfilogenéticas de Homo:
Família Hominidae
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 47/55
Projeto “Tree of life”:as relações filogenéticas de Homo
Família
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 48/55
Projeto “Tree of life”:as relações filogenéticas de Homo
Classe
Infraclasse
Domínio: EukaryaReino: AnimaliaSubreino: MetazoaFilo: ChordataClasse: MammaliaOrdem: Primates
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 49/55
Árvore da Vida x Rede da Vida
• Foram identificados genes nucleares eucariotossemelhantes a genes de bactérias
• Archaea também apresentam genes bacterianos
Material genético pode ser transmitido não sóverticalmente (para a geração seguinte),
mas também horizontalmente (entreorganismos de espécies diferentes!!!)
Transferência horizontal (ou lateral)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 50/55
Rede da Vida
Sugestão de Leitura: Doolittle, F. Scientific American, fev. 2000
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 51/55
3 perguntas rápidas
1. Qual são os domínios da árvore davida?
Archaea
Bacteria
Eukarya
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 52/55
3 perguntas rápidas
2. O que diferencia os domínios? Eukarya: células eucarióticas; membrana celularlipídica característica e ribossomos com RNAr eucarioto Bacteria: células procarióticas; membrana celularlipídica característica e ribossomos com RNAr bacteriano Archaea: células procarióticas; membrana celularlipídica característica e ribossomos com RNAr arqueanoO tipo de célula, o tipo de membrana celular e o tipode RNA ribossômico
OUOU
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 53/55
3 perguntas rápidas
3. Com base nos trabalhos maisrecentes, qual o domínio mais próximofilogeneticamente do domínio onde ogênero Homo está inserido?
Archaea
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 54/55
Onde estudar
Purves et al. Vida. Capítulos 26 (tem na biblioteca)
Doolittle. Uprooting the Tree of Life. Scientific American,fevereiro de 2000 (está 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. (está nowebsite)
7/22/2019 6 Arvore Da Vida-3 Dominios
http://slidepdf.com/reader/full/6-arvore-da-vida-3-dominios 55/55
Contato: Profa. Simone R. Freitas
• Email: [email protected]
• Website:
http://origemdavida-ufabc.blogspot.com/