célula aula 02

História da biologia celular

Danilo Arruda Furtado• Eles estudaram as células ...

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Objetivos:• Acompanhar as transformações no entendimento do mundo natural microscópico através da identificação dos paradigmas filosófico-científicos de cada época.• Contar a história das principais descobertas da biologia do mundo microscópico.

Questionário:•Porque é importante contextualizar a história da biologia celular com as mudanças nos paradigmas filosófico-científicos de cada época ?•Descreva quatro descobertas importantes sobre o universo microscópico da vida.

História da biologia celular 2

História da biologia celular

AULA 02 - Pontos principais da parte 1: O pensamento filosófico e científico da pré história à idade média.

1. O pensamento biológico na pré-história. • O conhecimento têm início quando os hominídeos perceberam que a compreensão de si próprio e do

ambiente circunstante possibilitava-os dirigir o pensamento e a ação para o melhor viver.• Perguntas fundamentais:

1. O que ?2. Quem ?3. Qual ?4. Quanto ?5. Quando ?6. Onde ?7. Como ?8. Por quê ?9. Para quê ?10. Para quem ?11. Será ?

2.Paradigma (literalmente, modelo): Conjunto de regras e regulamentos que estabelece ou define limites; e que diz como devemos nos comportar dentro desses limites para sermos bem sucedidos.

3. Paradigma mitológico (até século VI a.C.).• O mito procura explicar os principais acontecimentos da vida, os fenômenos naturais, as origens do Mundo e

do Homem por meio de deuses, semi-deuses e heróis.4.Paradigma clássico (do séc. VII a.C. Até o sécúlo IV d.C.) .

• É a investigação crítica e racional das origens e princípios fundamentais relacionados ao mundo e ao homem. 5.Paradigma escolástico (do século IV até o século XV).

• Leis divinas: Teologia Natural. As ciências naturais e a sociedade estão subordinadas à teologia.

Quem ? = DesenvolvimentoDe onde ? = Evolução Para onde? = Ecologia

PresentePassado Futuro

O conhecimento têm início quando os hominídeos perceberam que a compreensão de si próprio e do ambiente circunstante possibilitava-os dirigir o pensamento e a ação para o melhor viver.

Consciência Compreensão Atitude Fala Pensamento Esforço Atenção Modo de vida

?O saber começa com o questionar:

Quem ?

Como ?

Quando ?

Para quê ?

Por quê ?

Onde ?

Quanto ?

O que ?

Qual ?

Para quem ?

Será ?

O homem primitivo conhecia diversos animais e plantas.Utilizava-se do comportamento dos animais e das propriedades das plantas com sabedoria.

Paradigma da Mitologia(até século VI a.C.)

• Um mito [do grego antigo μυθος ("mithós")] é uma narrativa tradicional com caráter explicativo e/ou simbólico, creditadas como verdadeiras e que constituem um sistema de crenças específicos, profundamente relacionado com uma dada cultura e/ou religião. • O mito procura explicar os principais acontecimentos da vida, os fenômenos naturais, as origens do Mundo e do Homem por meio de deuses, semi-deuses e heróis.• O mito é uma primeira tentativa de explicar a realidade.

Idade Antiga Paradigma: Conjunto de regras e regulamentos que estabelece ou define limites; e que diz como devemos nos comportar dentro desses limites para sermos bem sucedidos.Backer

Paradigma Clássico(do séc. VII a.C. Até o sécúlo IV d.C.) . Surge nas cidades gregas situadas na Ásia Menor.

• Filosofia (do grego Φιλοσοφία: philos - que ama + sophia - sabedoria, « que ama a sabedoria »). - É a investigação crítica e racional dos princípios fundamentais relacionados ao mundo e ao homem. - É uma interpretação dessacralizada dos mitos cosmogônicos difundidos pelas religiões.• Problemas principais:

• O problema metafísico da conciliação entre o ser e o devir. Espaço-tempo.• O problema psicológico do valor do nosso duplo conhecimento. Absoluto-relativo. Sujeitobjeto.

• Concepções de Filosofia1º) Metafísica: a Filosofia é o conhecimento verdadeiro. As demais ciências são parte dela. Predominou na Antiguidade e na Idade Média. 2º) Positivista: o conhecimento verdadeiro cabe às ciências, à Filosofia cabe coordenar e unificar seus resultados. Surge com o Iluminismo.3º) Crítica: a Filosofia é juízo sobre a ciência. Verifica a validade do saber, determinando seus limites, condições e possibilidades. Não aumenta o saber (não pode ser chamada de conhecimento).

Idade Antiga

Anaximandro (610 - 546 a.C.)A vida se originou no mar e somente

depois colonizou a terra

Pitágoras (570- 496 a.C.)A natureza é regida

por leis matemáticas.

1 - unidade2 - oposição3 - relação4 - reciprocidade5 - forma6 - harmonia7 - evolução8 - evolução superior9 - integração10 - transcendência

Empédocles (490- 430 a.C.)4 elementos.

Aonde quer que as partes venham a assumir formas que manifestem

alguma finalidade, elas sobrevivem e se organizam espontaneamente de

modo adaptativo; ao passo que aquelas que crescem diferentemente

perecem e continuam a perecer.

Aristóteles (384-322 a.C.)

Classificação da diversidade

“O caminho certo consiste no esforço de encerrar os seres vivos de acordo com os seus grupos, seguindo o paradigma da estrutura humana, que se caracteriza por diferenças múltiplas, e não por meio da dicotomia. É pela semelhança da configuração das suas partes, ou de todo o seu corpo, que os grupos se distinguem uns dos outros”“Devemos obter primeiro uma noção clara os caracteres distintivos e das propriedades comuns. O caminho mais rápido para alcançar esse objetivo é a comparação”

• Anatomia comparativa• Biologia reprodutiva• Comportamento animal

As espécies são imutáveis (fixas)As espécies são eternas (essencialismo)As espécies formam uma hierarquia gradual

“Scala Naturae”

Obras:

Historion Animalium, biologia geral dos animais.

De Partibus Animalium, anatomia e fisiologia comparativa de animais

De Generatione Animalium, biologia do desenvolvimento.

Idade Antiga Filosofia e História Natural.

Claudius Galenus (129-200). Médico-filósofo romano.Sumariza conhecimento.• Anatomia e fisiologia• Patologia e cirurgia.

Hipocrates (460-370 a.C ). Médico grego.Pai da Medicina clínica.• Anatomia; Patologia e cirurgia

Idade Antiga Medicina

Paradigma Escolástico. (do século IV até século XV)

• Teologia Natural. Universo vivo, orgânico e espiritual.• Ciências naturais e sociedade subordinadas à teologia: Leis divinas. • Confundiam-se: química e alquimia; astronomia e astrologia.• Objetivo: mostrar correlação entre os mundos físico e espiritual.• Salvação da alma era o desafio mais importante.

Idade Média

Idade Média

Ciências Ocultas

AstrologiaGeomancia

Profecia Magia

AlquimiaFisiognosia

Quiromancia

Idade Média

Medicina islâmica

séculos IX a XI.

Contribuições:

Metodologia científicaMatematizaçãoAnatomia experimentalFisiologia experimentalBotânicaZoologiaEcologiaEmbriologiaObstetríciaPediatriaPsiquiatria OdontologiaParasitologia Microbiologia Imunologia PatologiaEtiologiaEpidemologia Ciências farmacêuticasCirurgia (instrumentos)Terapia

Principais personalidades

c. 800 - Al-Jahiz descreve a luta pela existência, introduz a idéia de cadeia alimentar e defende o determinismo ambiental.c. 850 - Al-Dinawari funda a botânica islâmica, descrevendo 673 plantas e discutindo seu desenvolvimento.c. 900 - Rhazes (865-925) refuta a teoria dos 4 humores (fluidos internos) de Galeno por meio de experimentos.c. 1010 - Avicena introduz a medicina clínica e farmacológica com a publicação do Tratado de medicina (Kitab al-Qanun fi al-tibb). Esse texto se tornou a base da medicina européia até o século XVII.c. 1150 - Avenzoar realiza autópsias, dissecações e cirurgias experimentais. Demonstrando que a sarna é causada por um parasita.c. 1200 - Abu al-Abbas al-Nabati desenvolve uma metodologia científica para o estudo da botânica, introduzindo técnicas experimentais para testar, descrever e identificar diversos tipos de tratamento médico.c. 1225 - Ibn al-Baitar escreve uma enciclopédia de botânica farmacêutica (Kitab al-Jami fi al-Adwiya al-Mufrada), contendo mais de 1400 plantas, alimentos e drogas, sendo 300 delas descobertas por ele. Utilizado na Europa até o século XIX.1242 - Ibn al-Nafis publica comentários sobre a anatomia de tratado de Avicena, descrevendo a circulação pulmonar e a circulação coronária.

Idade Média

Anatomia Humana Europa, séculos XIV e XV.

Dissecações de cadáveres e vivissecção.

Mondino de Luzzi (1275-1326). Italiano. Escreve em 1316 o primeiro livro ocidental sobre anatomia do ser humano.

Leonardo da vinci (1452-1519). Italiano.Desenhos anatômicos extremamente detalhados com estudo das proporções humanas.

AULA 02 - Pontos principais da parte 2: Paradigmas científicos da civilização ocidental.

1. Paradigma cientificista (até século XVII).• Renascimento cultural, imprensa, reforma, hermetismo. Viagens marítimas (descobrimentos). • Leis da natureza. Método científico. Ciências conduzem ao conhecimento. • Desenvolvimento de idéias científicas acerca da física, astronomia e biologia.

2.Paradigma mecanicista determinista (até o sécúlo XIX) .• Realidade exata (mecânica), determinada e passível de ser controlada (mundo ex machina).• Determinismo: causa-efeito; ação-reação.• Método científico analítico. Empirismo: a experiência é a única fonte de conhecimento. • Biologia microscópica: invenção do microscópio (1650).

• observação das primeiras células animais e vegetais (1865-1885).• Essa tecnologia se aperfeiçoou com o tempo.

3.Paradigma reducionista (até o século XX).• Metodologia analítica reducionista: analisar as partes para deduzir o todo.• Realidade reduzida a um número de elementos básicos.• Propriedades qualitativas reduzidas a propriedades quantitativas.• A matéria é o caráter fundamental do Universo.• Uniformitarismo: Leis da natureza valem em todo o Universo.• Seleção natural como um mecanismo para se explicar a das espécies (1858, Darwin e Wallace).

• Evolução: modificações com descendência comum.• Debates sobre a origem da vida: biogênese x abiogênese (1670-1860).• Teoria celular (1858, Schleiden, Schwann, Virchow).

• 1. Todos os seres vivos são compostos por uma ou mais células. • 2. A célula é a unidade morfofuncional dos seres vivos.• 3. Toda célula tem origem em outra célula.

• Núcleo e citoplasma; mitose, meiose e fecundação (1860-1890).

Paradigma do Renascimento (até século XVII)• Viagens marítimas (descobrimentos). • Renascimento cultural, imprensa, reforma, hermetismo.• Método científico. • Desenvolvimento de idéias científicas acerca da física, astronomia e biologia.• Heliocentrismo desafiando geocentrismo divino. Copérnico, Giordano Bruno e Galileu.• Ciências conduzem ao conhecimento. • Leis da natureza.

Idade Moderna

Idade Moderna

Anatomia e Fisiologia Europa, séculos XIV a XVI.

Dissecações de cadáveres e vivissecção.

Paracelso (1493-1541).A vida como resultante de processos químicos.Vesalius (1514-1564). Fundador da moderna anatomia. De humani corporis fabrica Harvey (1578-1657). Fundador da fisiologia.Descrição do sistema circulatório. Seres são máquinas.

Paradigma do Mecanicismo e Determinismo. (até século XIX)

• Realidade exata, determinada e passível de ser controlada: mundo ex machina.

• Ambição de controlar e dominar a natureza. • Empirismo: a experiência é a única fonte de conhecimento. • Método científico analítico.• Determinismo: causa-efeito; ação-reação.• Dualismo: separação entre corpo e mente.

René Descartes (1596-1650)Francis Bacon (1561-1626)

Animais não-humanos são autômatos

Idade Moderna

Idade Moderna

Biologia Celular e Embriologia Europa, século XVII.

Desvendando o mundo microbiológico.

Robert Hooke (1635-1703) 1665. Observa células pela primeira vez.

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) 1675. Observa células vivas.

Marcello Malpighi (1628-1694) 1685. Histologia e embriologia. Descreve tecidos animais e vegetais.

Microscopistas

Hooke

Malpighi

Leeuwenhoek

Paradigma do Reducionismo(até século XX).

• Realidade reduzida a um número de elementos básicos. • Propriedades qualitativas reduzidas a propriedades quantitativas.• Metodologia analítica reducionista: analisar as partes para deduzir o todo.

Dissecar fisicamente/conceitualmente.Aprender propriedades das partes em separado.Deduzir as propriedades do todo a partir das propriedades das partes.

• Leis da natureza valem em todo o Universo.• Empirismo.• Determinismo.• Monismo: inseparabilidade corpo-mente. A matéria é o caráter fundamental do Universo.

Efeitos colaterais do desenvolvimento científico e tecnológico:Degradação ambiental;Extinções;Poluição;Desigualdades sociais;Violência;Etc.

Aqui podemos identificar as causas para se considerar a grande importância da biologia

neste século XXI:

trabalho sobre o que deteriorou.Isaac Newton (1643-1727) Ernst Haeckel (1834-1919)

Idade Moderna

Ancestralidade comum e Seleção natural

1823-1913

1809-1882

Os artigos de Wallace e Darwin foram apresentados simultaneamente à Linnaean Society em 1858Wallace

Darwin

Idade Moderna Biologia Evolutiva

A Evolução é uma disciplina integradora da biologiaMudança nas características genéticas, morfofisiológicas e/ou comportamentais

entre gerações de populações de cada espécie.

LUCALast universal common ancestorÚltimo ancestral comum universal

Animalia Plantae

Homo sapiens

Protista

FungiBacteria

Archea

Modificações com descendência comum.

Atributos da vida:

1- Metabolismo

2- Reprodução

3- Proteção

4- Nutrição

5- Sensibilidade

6- Sustentação

7- Mobilidade

Idade Moderna Origem da vida

Europa, século XVIII.

Como são gerados os organismos? Abiogênese x biogênese.

Francesco Redi (1626-1697), italiano. Biogênese.1668. Demonstra que vermes da carne em putrefação eram originados de ovos deixados por moscas e não da transformação da carne.

Isolaram e cultivaram infusões, e obtiveram resultados opostos. John Needham (1713-1781), inglês. Abiogênese.Experimento da geração espontânea.

Lazzaro Spallanzani (1729-1799), italiano. Biogênese.Os micróbios movem-se pelo ar e podem ser eliminados por fervura.

Louis Pasteur (1822-1895), francês. Biogênese.1862. Demonstra a impossibilidade da geração espontânea.

Louis Pasteur (1822-1895), francês. 1862. identifica germes e faz estudos sobre a relação dos micróbios com determinadas doenças.

Alexander Fleming (1881-1955), escocês.1928 descobre a penicilina, o primeiro antibiótico.

Idade Contemporânea Microbiologia e patologia Europa, século XIX.

Idade Contemporânea

Biologia celular Alemanha, século XIX.

Matthias Schleiden (1804-1881)1838. Plantas são compostas por células.

Theodor Schwann (1810-1882)1839. Animais são compostos por células.

Rudolf Virchow (1821-1902)

1855. Toda célula deriva de outra célula.

Teoria celular, 1858:

1. Todos os seres vivos são compostos por uma ou mais células. 2. A célula é a unidade morfofuncional dos seres vivos. 3. Toda célula tem origem em outra célula.

Hugo von Mohl (1805-1872), alemão.Descobriu a existência de um núcleo e de um protoplasma na célula.

Walther Flemming (1843-1905), alemão.Descreve a mitose nos animais.

Eduard Strasburger (1844-1912), polonês.Descreve a mitose nas plantas.


Flemming Strasburger

Hermann Fol (1842-1892), alemão. Zoólogo descreveu o processo de fecundação do óvulo pelo espermatozóide.

Edouard van Beneden (1846-1910), belga.Citologista. Descreve a meiose e a formação dos gametas.


AULA 02 - Pontos principais da parte 3: História da Biologia

1.Biologia: ramo das ciências naturais que estuda os seres vivos e suas interações com outros seres vivos e com o ambiente. Termo utilizado pela primeira vez por Jean-Baptiste Lamarck, 1809.

2.Divisões tradicionais da biologia.• Microbiologia: estuda os microorganismos (Archea, Bacteria, Protista, Fungi)• Zoologia: estuda os animais (Animalia) • Botânica: estuda as plantas (Plantae)

3.Subdivisões da biologia (baseadas na escala espaço-temporal).

• Biologia molecular: estuda o nível de organização molecular (moléculas e macromoléculas).

• Biologia celular: estuda os níveis de organização celulares (organelas e células).

• Morfologia e Fisiologia: estudam os níveis de organização multicelulares (de tecidos à organismos).

• Ecologia: estuda os níveis de organização supra-individuais (de organismos à biosfera).

• Desenvolvimento e Evolução: estudam as modificações morfológicas e funcionais no tempo (todos os níveis de organização biológicos, entre moléculas orgânicas à biosfera).

4. A História da biologia é múltipla e descontínua• Origem múltipla:

• Medicina (causa próximas; método experimental) ; • Filosofia/História natural (causa últimas; método comparativo);

• Unificação da biologia:• Biologia celular: unidade estrutural dos seres vivos.• Biologia evolutiva: modificações com descendência comum.

4.A biologia é formada por áreas de conhecimento interdependentes e complementares.

Biologia (do grego βιολογία - βίος, bios, “vida"; -λογία, -logia, “estudo da”).

Ramo das ciências naturais que estuda os seres vivos e suas interações com outros seres vivos e com o ambiente.

Termo utilizado pela primeira vez por Jean-Baptiste Lamarck, 1809.

O que é Biologia ?

Subdivisões da biologia (baseadas na escala espaço-temporal).

Biologia molecular: estuda o nível de organização molecular.

(moléculas e macromoléculas).

Biologia celular: estuda os níveis de organização celulares.

(organelas e células)

Morfologia e Fisiologia: estudam os níveis de organização multicelulares.

(de tecidos à organismos).

Ecologia: estuda os níveis de organização supra-individuais.

(de organismos à biosfera).

Desenvolvimento e Evolução: estudam as modificações morfológicas e funcionais no tempo.

(todos os níveis de organização biológicos, entre moléculas orgânicas à biosfera).

Divisões tradicionais da biologia.

Microbiologia: estuda os microorganismos. (Archea, Bacteria, Protista, Fungi)

Zoologia: estuda os animais. (Animalia)

Botânica: estuda as plantas.(Plantae)

A história da biologia é múltipla e descontínuaA biologia é formada por áreas de conhecimento

interdependentes e complementares.

Estudo das causas próximas. (medicina- anatomia-fisiologia)

Método experimental.

Estudo das causas últimas. (história natural)

Método comparativo.

Unificação. (biologia celular e biologia evolutiva)Métodos experimental e comparativo

Medicina

FilosofiaHistória Natural

A história da biologia é múltipla e descontínua

A biologia é formada por áreas de conhecimento interdependentes e

complementares.

Pré-história e diversidade cultural.

Civilização ocidental

Até séc. XVIIHistória naturalMedicina

Séc. XVII e XVIIIHistória natural

zoologiabotânica

Medicinaanatomiafisiologiabiologia celularcirurgiaclínica

Séc. XIXUnificação da biologia

biologia evolutivacitologiaembriologia genética bioquímicaetologiaecologia

Séc. XXbiofísicabiologia molecular

Similaridades genéticasWilson, Sarich, Sibley,

Ahnquist

Evo-Devo moderna Gould

Estrutura do DNA Crick e Watson

Mutações estocásticas Fisher, Haldane e Wright

Cromossomos e mutaçõesMorgan

Evo-Devo Haeckel

Genes discretosMendel

Similaridades de desenvolvimento

Von BaerEvoluçãoLamarck

Ecologia humana Malthus

Especiação Mayr

TaxonomiaLinnaeus

Evolução humanaHuxley e Dubois

EndossimbioseMargulis

UniformitarismoLyell

Dataçãoradiométrica

Patterson

FósseisSteno

Terra antiga, vida antigaBuffon

ExtinçãoCuvier

BioestatigrafiaSmith

BiogeografiaWallace e Wegener

Seleção NaturalDarwin e Wallace

Síntese modernaDobzansky

FilosofiaPitágoras e Aristóteles

História da terra

História da vida

Mecanismosevolutivos

Genética edesenvolvimento

Anatomia comparativa Vesalius

FisiologiaHarvey

CoevoluçãoVan Valey .

Química da vidaParacelso

Raciocínio indutivoBacon

BiogêneseRedi

Origem da vidaOparin, Miller

CitologiaHooke, Leeuwenhoek

Histologia EmbriologiaMalpighi

Teoria celularSchleiden, Schwann, Wirchow

Fisiologia vegetalLavoasier, Ingenhousz,

Saussure,Snebier

Fecundação mitose e meioseFlemming, Strasburger, Fol, Beneden

Teoria dos neurôniosRamón y Cajal

Microbiologia e patologiaPasteur, Fleming

EcologiaVon Humboldt,

Warming, Schimper

EnzimologiaBuchner

Microscopia eletrônicaRuska, Knoll

Estrutura de proteínasSanger

Ácidos nuclêicosMiescher

Genoma humanoVenter, Watson, Huanming, Kin

ClonagemWilmut

Biologia molecular e RNAJacob e Monod

EtologiaLorenz, Tinbergen

BotânicaBock, Bahuin, Ray

ZoologiaBelon, Turner, Ray

História naturalAristóteles e Teofrasto

MedicinaShusruta, Hipócrates e Galeno

AnatomiaMondino de Luzzi, Leonardo

da vinci e Vessalius

Medicina empírica islâmicaAvicena

EvoluçãoLamarck

FilosofiaPitágoras, Empédocles, Xenófones

FisiologiaHarvey

TaxonomiaLineaus

GenéticaMendel

Ecologia HumanaMalthus

Biologia de sistemasBogdanov, Bertalanffy

Biologia da conservaçãoOdum

AULA 02 - Pontos principais da parte 4: A biologia celular no séc. XX1. Paradigma da relatividade e da incerteza (século XX).

• Relatividade: Curvatura do espaço-tempo . • Incerteza: É impossível definir simultaneamente a posição e a velocidade de uma partícula.• Microcosmos: probabilístico, não-determinístico.• Macrocosmos: universo em expansão, não determinístico.

2.Proliferam e se desenvolvem novas tecnologias e metodologias de estudo das células e com eles diversas descobertas importantes em biologia celular, bioquímica, biofísica e biologia molecular:

• Imageamento e Microscopia. Componentes celulares • Cultura de células e de tecidos.• Fracionamento celular e molecular. Proteínas , enzimas, metabolismo• Marcadores celulares e moleculares.• Técnicas moleculares. Estrutura do DNA, código genético.

3.Microscópio eletrônico, o que possibilita a observação de componentes sub-celulares e organelas.4.Origem da vida

• Origem dos átomos• Origem das moléculas pequenas e monômeros• Origem das macromoléculas• Origem dos coacervados• Origem dos procariotos (cromossomos)• Diversidade de metabolismos de procariotos (heterotróficos, autotróficos, anaeróbicos, aeróbicos)• Origem dos eucariotos por endossimbiose (citoesqueleto, mitocôndrias e cloroplastos)

5.Paradigma da complexidade• Propriedades universais comuns a todos os sistemas e Propriedades emergentes. • O todo é maior que a soma das partes. • Evolução dos níveis de organização. • Teia de relações com retroalimentação contínua. • A metodologia é analítica e sintética. • Sistema: conjunto de partes coordenadas e interdependentes que formam um todo unitário.

6.A vida é um sistema autopoiético (que gera a si próprio), cognitivo, de base aquosa, limites lipoprotéicos, metabolismo homeostático, auto-regulação protéica, cognição e auto-replicação com possibilidade de variação. Francisco Varela e Humberto Maturana: J. theor. Biol. 2001.

Paradigma da Relatividade e Incerteza.(século XX).

• Entropia: o Universo tende à desordem.• Espaço-tempo e Relatividade. Gravidade decorre da curvatura do espaço-tempo.• Mecânica quântica. Probabilidades ao invés de certezas.• Complementaridade. Um experimento sobre um aspecto de um sistema de dimensões atômicas destroi a possibilidade de aprendizagem sobre um aspecto complementar do mesmo sistema.• Incerteza: É impossível definir simultaneamente a posição e a velocidade de uma partícula.• Microcosmos não-determinístico.• Macrocosmos: Universo em expansão. Big-Bang.

Einstein(1879-1955)

Bohr (1885-1962)

Plank (1858-1947)

Heisenberg (1901-1976)


O que é Tecnologia?Conjunto de conhecimentos e princípios científicos que se aplicam a um ramo de atividade.

A tecnologia se desenvolve e evolui.

1650 1900 1950 1990

Albrecht von Haller (1708-1777), suíço.Fisiologista. Cria a neurologia ao observar o funcionamento dos nervos e músculos do corpo humano.

Santiago Ramón y Cajal (1832-1931), espanhol 1889. Teoria dos Neurônios.

Neurobiologia

Eduard Buchner (1860-1917), alemão.

1898. Demonstrou a existência de enzimas, responsáveis pela fermentação.

Friedrich Miescher (1844-1895), suíço.

1869. Descobre o ácido nuclêico DNA.

Oswald Avery (1877-1955), canadense.

1944. A substância transformadora dos pneumococos é o DNA.

Frederick Sanger (1918) inglês

1952. Desvenda a estrutura de uma proteína (insulina).

Marshall Nirenberg (1927), americano.

1961. Código genético


SangerAveryMiescherBuchnerNirenberg

1931. Ruska, Knoll e colaboradores construíram o primeiro microscópio eletrônico de transmissão

Bacteriófagos

Ernst Ruska Max Knoll

Microscópio eletrônico com 2 lentescroqui de Ernst Rusca (Mar 9, 1931)

Primeira prova experimental (Abr 7, 1931)

Croqui de Ernst Rusca (1929) Tubo de raios catódicos com 1 lente 1933. Primeiro microscópio eletrônico com

magnificação superior à do microscópio óptico

Siemens 1939Primeiro microscópio eletrônico

comercial

1945. Porter, Claude, e Fullam examinam células fixadas e impregnadas com tetróxido de ósmio (OsO4), obtendo maior contraste.

Porter Claude

Fullam

RER e ribossomos

1944 Williams e Wyckoff introduzem a técnica de sombreamento metálico

1948 Pease e Baker: secções finas de material biológico (0,1–0,2 μm)

Baker ePease

Primeira micrografia eletrônica de uma célula animal inteira RER e mitocôndrias

Fibroblasto de embrião de galinha

1952. Palade, Porter, e Sjöstrand desenvolvem métodos de fixação e de microtomia permitindo a observação de diversas estruturas celulares (mitocôndrias, vesículas, ribossomos associados ao retículo endoplasmático...).

1953. Porter e Blum desenvolvem o ultramicrótomo.

Palade 1956

Palade 1956

Palade1954Porter. 1952

1956 Glauert e cols.usam resina Epoxi como meio de inclusão.1961. Luft introduz o Epon.

1957 Robertson descreve a estrutura da trilaminar da membrana plasmática.

Estrutura da bainha de mielina

Unidade da mambrana

Francis Crick (1919-2004). e James Watson (1928-).

A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid, 1953.• Estrutura do DNA. • Essencial para compreender a natureza das mutações que possibilitam a evolução.


Biologia Molecular

Origem da vida

John Desmond Bernal,1951, sugeriu 5 estágios de sucessão na origem da vida.

1: origem dos monômeros biológicos

2: origem dos polímeros biológicos

3: origem dos replicadores

4: origem dos protobiontes (coacervados)

5: origem das células

Christian de Duve, 1996, propõe 6 eras que se sucedem na origem da vida.

Era da químicaProteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos. (catalizadores; peptídeos pré-bióticos; tioésteres).

Era da informação.Genoma de ácidos nucléicos (RNA, DNA)

Era da protocélulaMembranas celulares. (Coacervados e atributos vitais).

Era da célula simplesProcariotos.

Era da célula complexaEucariotos.

Era da multicelularidadeEucariotos multicelulares.

Aleksandr Oparin (1894-1980). Russo.1924. Origem da vida em um caldo coacervado:

- Bicamadas lipídicas com proto-metabolismo- “reprodução” por fissão/fusão.- Terra primitiva com atmosfera sem oxigênio.

John Haldane (1892-1964). Inglês.- Compostos orgânicos formados pela ação de relâmpagos e raios ultravioleta. - Sopa quente e rala.

Stanley Miller e Harold Urey. Americanos. Experimento corrobora as hipóteses. 1953

- Variedade de aminoácidos.

Lynn Margulis (1938-). The Origin of Mitosing Eukaryotic Cell, 1966.• Endossimbiose. Mitocôndria; cloroplasto; núcleo e citoesquelto.

Paradigma da complexidade(século XXI).• Propriedades universais comuns a todos os sistemas e Propriedades emergentes. • O todo é maior que a soma das partes. • Evolução dos níveis de organização. • Teia de relações com retroalimentação contínua. • A metodologia é analítica e sintética. • Sistema: conjunto de partes coordenadas e interdependentes que formam um todo unitário.

Porque adotar um pensamento sistêmico ?

A percepção de unicidade, de pertinência e de interconectividade entre os elementos do Cosmos possibilita o desenvolvimento de uma consciência ética e moral,

onde são enaltecidos os valores de conservação, cooperação, respeito e solidariedade.

Um futuro...

- Um ser vivo é um sistema aberto, complexo e adaptativo que mantém um estado constante,

enquanto matéria e energia atuam para mantê-lo em alteração contínua (equilíbrio dinâmico).

- - A retroalimentação é o mecanismo essencial da homeostase.- - A amplificação da retroalimentação é fonte de mais desordem, e por este motivo, de uma nova

ordem e de maior complexidade (desenvolvimento e evolução).

Sistemas complexos adaptativos vivos:

A vida é um sistema autopoiético (que gera a si próprio), cognitivo, de base aquosa, limites lipoprotéicos, metabolismo homeostático, auto-regulação protéica, cognição e auto-replicação com possibilidade de variação.

Francisco Varela e Humberto Maturana: J. theor. Biol. 2001

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