Informa

1
Informação, Evolução e a Origem da Vida

• Leonardo Paulo Maia
• CMCC - UFABC
• leonardo.maia_at_ufabc.edu.br

2
Idéia de Ancestralidade
ancestral comum
...
tempo
3
Ancestralidade radical

• Há vasta evidência empírica de semelhanças
  bioquímicas entre todas as forma de vida
  terrestre.
• O raciocínio não se limita ao parentesco entre
  seres humanos.
• Acredita-se que todos os seres vivos da Terra
  possam ter tido uma origem comum.

4
Seleção Natural

• Charles Darwin e Alfred Russell Wallace (1858)
• Indivíduos melhor adaptados ao ambiente
  reproduzem-se de forma mais eficiente e
  transmitem suas características à sua prole. A
  freqüência desses indivíduos na população total
  tende a crescer.
• Não há progresso, há adaptação.

5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
A Seleção Natural em nível molecular

• Universalidade o raciocínio vale em nível
  molecular.
• Pergunta fundamental o que poderia haver de tão
  importante em moléculas que poderia se constituir
  em vantagem seletiva?
• Resposta informação (e capacidade de
  preservá-la, via reprodução) replicadores.

8
DNA e RNA
A
T
U
A
T
U
C
G
G
RNA
DNA
C
G
C
C
G
C
A
T
A
9
(No Transcript)
10
Dogma Central da Biologia Molecular
Fluxo de informação
proteínas
DNA
RNA
tradução
transcrição
11
(No Transcript)
12
O Código Genético
13
Ligações peptídicas proteínas são polímeros!
14
Como a vida pode ter surgido na Terra?

1. Alienígenas a trouxeram.
2. Esporos originados em outros planetas
   transportados em meteoritos (panspermia)
3. Forças sobre-humanas a criaram.
4. Componentes químicos primordiais combinaram-se
   para originar as formas de vida primitivas.
5. Nenhuma das alternativas

15
Teorias de evolução pré-biótica
16
A teoria de Oparin e Haldane

• Independentemente (década de 1920)
• Sopa primordial, em que compostos orgânicos
  formaram-se a partir da matéria inanimada
• Para Oparin, formaram-se coacervados (bolhas,
  vesículas)
• Muito especulativa
• Fontanari vesículas, autômatos

17
(No Transcript)
18
O experimento de Urey-Miller

• Atmosfera primitiva H2O, NH3, CH4, H2 (redutora
  ausência de oxigênio)
• Altas temperaturas (atividade vulcânica),
  radiação UV (não havia camada de ozônio),
  descargas elétricas
• Resultado diversos aminoácidos e outros produtos
  orgânicos
• Críticas atmosfera idealizada, e descobriu-se
  que é fácil obter aminoácidos.

19
(No Transcript)
20
O mundo do RNA

• Woese, Crick e Orgel (década de 1960)
• Os primeiros genes teriam sido pequenas cadeias
  de RNA (antes do surgimento do DNA e das
  proteínas).
• Quem catalisaria as reações? Ele próprio
  ribozimas de Cech e Altman (Nobel de Química de
  1989) atuam nos organismos modernos.

21
Evolução de RNA o monstro de Spiegelman

• No fim da década de 1960, Sol Spiegelman
  introduziu o material genético do bacteriófago Qß
  (um vírus de RNA) em uma solução contendo
  nucleotídeos (tijolos), a enzima replicase e
  sais para mantê-la.
• Protocolo transferência serial em gargalo
• Resultado evolução em condições abióticas
  embora sempre ocorram mutações, algumas cadeias
  de RNA são mais estáveis e/ou eficientes na
  replicação, e são favorecidas pela seleção
  natural.

22
(No Transcript)
23
Os experimentos de Eigen (1974)

• Manfred Eigen (Nobel de Química de 1967)
• Síntese espontânea de RNA em uma solução
  semelhante à de Spiegelman
• Modelos matemáticos quase-espécies (populações
  virais?), crise de informação (paradoxo
  ovo-galinha), hiperciclos (parasitismo)

24
(No Transcript)
25
Outras teorias

• Cairns-Smith (catálise por minerais cristalinos -
  argila)
• Wächterhäuser (catálise quimiolitotrófica -
  pirita)

26
Extremófilos eArquea (Archaea)

• Organismos que vivem em vulcões submarinos! A
  energia vem de baixo, e não de cima, do Sol.
• Muitos extremófilos enquadram-se no domínio
  Arquea, distinto das bactérias e eucariotos.
• A vida surgiu nas profundezas da Terra? Haveria
  vida em condições extremas em outros planetas?
  Panspermia?