O Mundo dos Procariotos É Dividido em Dois Domínios: Eubactéria e Arqueobactéria

Tradicionalmente, todos os procariotos têm sido classifi cados juntos em um grande grupo. Mas estudos moleculares revelaram que existe uma linha divisória dentro da classe dos procariotos que a divide em dois domínios distintos, chamados de eubactérias (ou simplesmente bactérias) e arqueobactérias. Extraordinariamente, em nível molecular, os membros desses dois domínios diferem tanto um do outro quanto dos eucariotos. A maioria dos procariotos familiares da vida do dia a dia – as espécies que vivem no solo ou causam doenças – são eubactérias. As arqueobactérias não são ape-nas encontradas nesses habitats, mas também em meios hostis para a maioria das outras células: existem espécies que vivem em água salgada concentrada, em fontes ácidas quentes de origem vulcânica, nos sedimentos marinhos das profundezas com pouco ar, na borra resultante do tratamento de esgotos em plantas industriais, em poças abaixo de superfícies congeladas da Antártica e no meio ácido livre de oxigênio do estômago de bovinos, onde elas degradam celulose e geram gás metano. Vários desses meios se assemelham às duras condições que devem ter existido na terra primitiva, onde os seres vivos começaram a evoluir, antes da atmosfera se tornar rica em oxigênio.

Figura 1-13 Uma sulfobactéria obtém a sua energia a partir de H2S. Beggiatoa, um procarioto que vive em meios com enxofre, oxida H2S e pode fixar carbono até mesmo no escuro. Nesta micrografa óptica, depósitos amarelos de enxofre podem ser visualizados dentro das células. (Cortesia de Ralph W. Wolfe).

fonte: ALBERTS, B.; BRAY, D.; HOPKIN, K.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. 2006. Fundamentos da Biologia Celular. 2ª Edição. Editora Artmed.

Os Procariotos São as Células Mais Diversas

A maioria dos procariotos vive como um organismo unicelular, embora alguns se unam para formar cadeias, grupos ou outras estruturas multicelulares organizadas. Na forma e estrutura, os procariotos podem parecer simples e limitados, mas em termos de química eles são a classe mais diversa e criativa de células. Essas criaturas exploram uma enorme amplitude de habitats, a partir de poças quentes de lama vulcânica até o interior de outras células vivas, e elas excedem muito em número de outros organismos vivos na Terra. Algumas são aeróbicas, utilizando oxigênio para oxidar moléculas de alimento; outras são estritamente anaeróbicas e morrem à mínima exposição ao oxigênio. Como veremos mais adiante neste capítulo, supõe-se que as mitocôndrias – as organelas que geram energia para a célula eucariótica – tenham evoluído a partir de bactérias aeróbicas que decidiram viver dentro de ancestrais anaeróbicos das células eucarióticas atuais. Desse modo, nosso próprio metabolismo, baseado em oxigênio, pode ser considerado como produto das atividades de células bacterianas.

Praticamente qualquer material orgânico, desde madeira até petróleo, pode ser utilizado como alimento por um tipo de bactéria ou outro. Ainda mais extraordinariamente, alguns procariotos podem viver inteiramente em substâncias inorgânicas: eles obtêm seu carbono a partir do CO2 na atmosfera, seu nitrogênio a partir do N2 atmosférico e seu oxigênio, hidrogênio, enxofre e fósforo a partir do ar, água e minerais inorgânicos. Algumas dessas células procarióticas, como as células de vegetais, realizam a fotossíntese, obtendo a energia que elas necessitam para a biossíntese a partir da luz solar (Figura 1-12); outras produzem energia a partir da reatividade química de substâncias inorgânicas no meio (Figura 1-13). Em qualquer caso, esses procariotos realizam uma parte única e fundamental na economia da vida na Terra: outros seres vivos dependem dos compostos orgânicos que essas células geram a partir de materiais inorgânicos.

Plantas também podem capturar energia a partir da luz solar e carbono a partir do CO2 atmosférico. Mas as plantas, quando não auxiliadas pelas bactérias, não podem capturar N2 a partir da atmosfera e, de certa maneira, até mesmo as plantas dependem das bactérias para a fotossíntese. É quase certo que as organelas nas células vegetais que realizam a fotossíntese – os cloroplastos – evoluíram a partir de bactérias fotossintéticas que encontraram um lar dentro do citoplasma das células vegetais.

fonte: ALBERTS, B.; BRAY, D.; HOPKIN, K.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. 2006. Fundamentos da Biologia Celular. 2ª Edição. Editora Artmed.

A CÉLULA PROCARIÓTICA

De todos os tipos de células reveladas pelo microscópio, as bactérias têm a estrutura mais simples e quase chegam a nos mostrar a vida desnudada até o seu âmago. Na verdade, as bactérias essencialmente não contêm organelas – nem mesmo um núcleo para conter o seu DNA. Essa propriedade – a presença ou ausência de um núcleo – é utilizada como base para uma classificação simples, mas fundamental para todos os organismos vivos. Os organismos cujas células têm um núcleo são chamados de eucariotos (a partir das palavras gregas eu, significando “verdadeiro” ou “real” e karyon, uma “parte central” ou “núcleo”). Os organismos cujas células não têm um núcleo 

são chamados de procariotos (a partir de pro, significando “antes”). Os termos “bactéria” e “procarioto” são freqüentemente utilizados de forma alternada, embora vejamos que a categoria dos procariotos também inclui uma outra classe de células, tão remotamente relacionadas às bactérias comuns para as quais é dado um nome separado.

As bactérias são tipicamente pequenas – apenas uns poucos micrômetros de comprimento – e em forma de esferas ou semelhantes a um bastão ou a um saca-rolha (Figura 1-10). Elas freqüentemente têm uma cobertura protetora resistente, chamada de parede celular, envolvendo a membrana plasmática, que cerca um único compartimento contendo o citoplasma e o DNA. Ao microscópio eletrônico, esse interior da célula normalmente aparece como uma matriz de texturas variáveis sem nenhuma estrutura interna óbvia organizada (Figura 1-11). As células se reproduzem rapidamente, dividindo-se em duas. Sob condições ótimas, quando os nutrientes são abundantes, uma célula procariótica pode duplicar-se em um espaço de tempo, às vezes de 20 minutos. Em menos de 11 horas, por divisões repetidas, um único procarioto pode dar origem a 5 bilhões de descendentes (aproximadamente igual ao número total de humanos sobre a terra). Graças ao seu grande número, velocidade de crescimento rápido e capacidade de trocar porções de material genético por um processo similar ao sexo, as populações de células procarióticas podem se desenvolver rapidamente, adquirindo depressa a capacidade de utilizar uma nova fonte de alimento ou resistir à morte por um antibiótico novo.

fonte: ALBERTS, B.; BRAY, D.; HOPKIN, K.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. 2006. Fundamentos da Biologia Celular. 2ª Edição. Editora Artmed.