Biografia de Carl Woese, taxonomia, contribuições, obras

Carl Woese (1928-2012) era um renomado microbiologista americano cujas obras revolucionaram o entendimento do mundo microbiano, bem como a maneira de perceber relacionamentos ao longo da vida na Terra.

Mais do que qualquer outro pesquisador, Carl Woese concentrou a atenção do mundo científico em um mundo microbiano intangível, mas dominante. Seus trabalhos permitiram conhecer e analisar um reino que se estende muito além das bactérias patogênicas.

Carl Richard Woese era um microbiologista americano cujas obras revolucionaram o entendimento do mundo microbiano. Fonte: Don Hamerman [domínio público]

Através de seu trabalho, Woese desenvolveu um entendimento sobre o desenvolvimento da vida; Isso foi conseguido pela sequência de genes dos seres vivos, mostrando assim que a história evolutiva pode ser rastreada até atingir um ancestral comum.

Além disso, durante esta investigação, Woese descobriu o terceiro domínio da vida conhecido como o Archaeas.

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Biografia

Carl Richard Woese nasceu em 1928 em Syracuse, Nova York. Ele estudou matemática e física no Amherst College em Massachusetts e obteve um doutorado. Em biofísica na Universidade de Yale em 1953.

Woese recebeu seu treinamento de importantes pesquisadores e prêmios Nobel, como seu instrutor de pós -graduação Biophysics Ernest Pollard, que por sua vez era um estudante do Prêmio Nobel de Física James Chadwick.

O interesse de Woese na origem do Código Genético e dos Ribossomos se desenvolveu enquanto trabalhava como biofísico no Laboratório de Pesquisa Eletricular em geral. Mais tarde, em 1964, o biólogo molecular americano Sol Spiegelman o convidou para se juntar à Faculdade da Universidade de Illinois, onde permaneceu até sua morte (2012).

Carl Woese (à esquerda), Ralph Wolfe e Otto Kandler (à direita), 1981. Fonte: Maya Kandler [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Lado humano de Woese

De acordo com seus colegas próximos, Woese se dedicou profundamente ao seu trabalho e foi muito responsável com suas investigações. No entanto, muitos afirmam que o microbiologista se divertiu durante o desempenho de seus trabalhos. Além disso, seus companheiros o descreveram como uma pessoa brilhante, engenhosa, honesta, generosa e humilde.

Prêmios e distinções

Ao longo de seus anos de pesquisa, ele recebeu muitos prêmios e distinções, como a bolsa de estudos MacArthur. Ele também era membro da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos e da Royal Society.

Em 1992, Woese recebeu a Medalha Leeuwenhoek da Academia Real de Artes e Ciências - o maior prêmio em microbiologia - e em 2002 ele ganhou a Medalha Nacional da Ciência dos Estados Unidos.

Da mesma forma, em 2003, ele recebeu o Cóford Award da Royal Academy of Sciences of Suécia em Biociencias, um prêmio paralelo ao Prêmio Nobel.

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Determinando os avanços científicos para a visão de Woese

Na década de 1970, a biologia classificou seres vivos em cinco grandes reinos: plantas, animais, fungos, procariontes (ou bactérias), células simples sem estrutura interna e eucariotos que têm núcleo e outros componentes em suas células.

No entanto, os avanços da biologia molecular permitiram que Woese estabelecesse uma aparência diferente dos fundamentos da vida na terra.  Dessa maneira, ele evidenciou que a vida em cada um dos cinco reinos tem a mesma base, assim como a mesma bioquímica e o mesmo código genético.

O código genético

Após a descoberta de ácidos nucleicos, o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA), foi determinado que o código genético é armazenado nessas duas macromoléculas. Uma característica essencial do DNA e do RNA é que eles são formados por repetições de moléculas menores conhecidas como nucleotídeos.

Graças a isso, foi possível estabelecer que a grande diversidade da vida se deve às diferenças nos componentes dos nucleotídeos dessas duas moléculas.

Nesse sentido, as contribuições de Woese sobre como entender e determinar a estrutura do RNA eram essenciais. Depois de conduzir essas investigações, Woese estava especialmente interessado no estudo da evolução do código genético.

Taxonomia molecular

Carl Woese estudou um conjunto específico de informações genéticas encontradas na chamada RNA mitocondrial 16S. A sequência genética desse RNA tem a peculiaridade de que aparece nos genomas de todos os seres vivos e é altamente preservada, o que significa que ele evoluiu lentamente e pode ser usado para rastrear mudanças evolutivas por um longo tempo.

Para estudar RNA, Woese usou a tecnologia de sequenciamento de ácido nucleico, que ainda era muito primitivo durante os anos setenta. Comparado as sequências de RNA ribossômico (RNA) de vários organismos, principalmente bactérias e outros microorganismos.

Posteriormente, em 1977, ele publicou com George Fox a primeira árvore da vida filogenética com uma base científica. Este é um mapa que revela a grande organização da vida e o curso da evolução.

Os três domínios

O modelo de evolução que foi usado antes dos trabalhos de Woese indicaram que os seres vivos foram classificados em dois grandes grupos de procariontes e eucariotos. Além disso, ele apontou que os procariontes deram origem a eucariotos mais modernos.

No entanto, Woese sequenciou e comparou os genes RNR de diferentes seres vivos e descobriu que quanto maior a variação na sequência de genes de dois organismos, maior sua divergência evolutiva.

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Essas descobertas permitiram que ele propor as três linhas evolutivas, chamadas domínios: Bactérias e Archaea (que representam células procarióticas, isto é, sem núcleo) e Eukarya (células eucarióticas, com núcleo).

Archaeas são células procarióticas, isto é, sem núcleo

Dessa maneira, Woese estabeleceu que o conceito de procariontes não tinha justificativa filogenética e os eucariotos não se originaram das bactérias, mas que são um grupo irmão dos arcos.

A Árvore Filogenética da Vida

Os três domínios foram representados em uma árvore filogenética, onde as diferenças evolutivas são mostradas. Nesta árvore, a distância entre duas espécies - treinadas ao longo das linhas que as conectam - é proporcional à diferença em seu RNA.

Da mesma forma, aqueles que são amplamente separados na árvore são parentes mais distantes e, combinando uma grande quantidade de dados, é possível estimar as relações entre espécies e determinar quando uma linha divergente de outra.

Outras contribuições de Woese

Os trabalhos e as descobertas de Woese atingem profundamente o caminho de conhecer o desenvolvimento da ecologia microbiana da terra e do corpo humano; Mesmo domínios terrestres externos.

Contribuições para a ecologia da Terra

Os ecossistemas microbianos são a base da biosfera da Terra e, antes que a estrutura filogenética baseada nas sequências Woese fosse desenvolvida, não havia uma maneira significativa de avaliar as relações dos micróbios que compõem o mundo natural.

A descoberta de Woese mostrou que toda a vida na terra desce de um estado ancestral que existia 3 3.8 bilhões de anos, com os elementos -chave já estabelecidos a partir da célula moderna.

Dessa maneira, a disciplina de ecologia microbiana foi levada de um estado moribundo para um dos campos de biologia mais vibrantes com importantes ramificações para a medicina, como evidenciado pelo projeto de microbioma humano.

Projeto de microbioma humano

O Projeto Microbioma Humano foi proposto em 2008 pelo Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos (NIH), sendo a base fundamental deste projeto as descobertas de Woese.

O principal objetivo desta grande iniciativa é identificar e caracterizar as comunidades microbianas presentes no corpo humano e buscar correlações entre a dinâmica das populações microbianas, saúde e doenças humanas.

Exobiologia

A exobiologia tenta reconstruir a história dos processos e eventos envolvidos nas transformações dos elementos biogênicos, desde suas origens na nucleossíntese até sua participação na evolução darwiniana no sistema solar.

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Portanto, a exobiologia aborda os aspectos fundamentais da biologia através de um estudo da vida fora da terra. Uma teoria geral para a evolução dos sistemas vivos da matéria inanimada surge então.

Os conceitos de Woese foram incorporados pela NASA em seu ex -objustur e nas filosofias de seus programas de missões que lançaram Marte para procurar sinais de vida em 1975.

Principais trabalhos

Então seus trabalhos mais importantes estão listados:

- Evolução da complexidade macromolecular (1971), onde um modelo unificado é apresentado para a evolução da complexidade macromolecular.

- Evolução bacteriana (1987). Este trabalho é uma descrição histórica de como a relação entre microbiologia e evolução começa a mudar os conceitos sobre a origem das espécies na terra.

- The Universal Ancestor (1998). Descreve o ancestral universal como uma comunidade diversificada de células que sobrevive e evolui como uma unidade biológica.

- Interpretando a árvore filogenética universal (2000). Este trabalho refere -se a como a árvore filogenética universal não apenas abrange toda a vida existente, mas sua raiz representa o processo evolutivo antes do surgimento dos tipos de células atuais.

- Sobre a evolução das células (2002). Neste trabalho, Woese apresenta uma teoria para a evolução da organização celular.

- Uma nova biologia para um novo século (2004). É uma abordagem para a necessidade de mudança nas abordagens da biologia à luz das novas descobertas do mundo vivo.

- Evolução coletiva e o Código Genético (2006). Apresenta uma teoria dinâmica para a evolução do código genético.

Referências

1. Woese C, Fox GE. (1977). Estrutura filogenética do domínio procariotótico: os primários reinos. Recuperado em 11 de novembro, NCBI.Nlm.NIH.Gov
2. Woese c. (2004). Uma nova biologia para um novo século. Revisões de microbiologia e biologia molecular. Recuperado em 12 de novembro, NCBI.Nlm.NIH.Gov
3. Rummel J. (2014). Carl Woese, Dick Young e as raízes da astrobiologia. Recuperado em 13 de novembro, NCBI.Nlm.NIH.Gov
4. Goldenfeld, n., Ritmo, n. (2013). Carl r. Woese (1928-2012). Recuperado em 13 de novembro: ciência.Sciencemag.org
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7. Klein h. (1974). AUTExperimentos de detenção de vida omitidos para a missão Viking para Marte. Recuperado em 12 de novembro, NLM.NIH.Gov