Carl Woese (1928-2012) foi um renomado microbiologista americano cujo trabalho revolucionou a compreensão do mundo microbiano, bem como a forma de perceber as relações de toda a vida na Terra..
Mais do que qualquer outro pesquisador, Carl Woese concentrou a atenção do mundo científico em um mundo microbiano intangível, mas dominante. Seu trabalho nos permitiu conhecer e analisar um reino que se estende muito além das bactérias patogênicas..
Por meio de suas obras, Woese desenvolveu uma compreensão do desenvolvimento da vida; Isso foi conseguido através da sequência de genes de seres vivos, mostrando assim que a história evolutiva pode ser rastreada até um ancestral comum..
Além disso, durante esta investigação, Woese descobriu o terceiro domínio da vida conhecido como o arcos.
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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 pesquisadores renomados e ganhadores do Nobel, como seu instrutor de graduação, o biofísico Ernest Pollard, que também foi aluno 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 da General Electric. Posteriormente, em 1964, o biólogo molecular americano Sol Spiegelman o convidou para ingressar no corpo docente da Universidade de Illinois, onde permaneceu até sua morte (2012)..
De acordo com seus colegas próximos, Woese era profundamente dedicado ao seu trabalho e era muito responsável por sua pesquisa. No entanto, muitos afirmam que o microbiologista se divertia ao fazer seu trabalho. Além disso, seus colegas o descreveram como uma pessoa brilhante, engenhosa, honesta, generosa e humilde..
Ao longo de seus anos de pesquisa, ele recebeu muitos prêmios e distinções, como a MacArthur Fellowship. Ele também foi membro da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos e da Royal Society.
Em 1992, Woese recebeu a Medalha Leeuwenhoek da Academia Real Holandesa de Artes e Ciências - considerada o maior prêmio em microbiologia - e em 2002 ele recebeu a Medalha Nacional de Ciência dos Estados Unidos..
Da mesma forma, em 2003 ele recebeu o Prêmio Crafoord da Real Academia Sueca de Ciências em Biociências, um prêmio paralelo ao Prêmio Nobel..
Na década de 1970, a biologia classificou os seres vivos em cinco grandes reinos: plantas, animais, fungos, procariotos (ou bactérias), células simples sem estrutura interna e eucariotos que possuem um núcleo e outros componentes em suas células..
No entanto, os avanços na biologia molecular permitiram a Woese ter um olhar diferente sobre os fundamentos da vida na Terra. Assim, ele mostrou que a vida em cada um dos cinco reinos tem a mesma base, a mesma bioquímica e o mesmo código genético..
Após a descoberta dos ácidos nucléicos, Ácido Desoxirribonucléico (DNA) e Ácido Ribonucléico (RNA), foi determinado que o código genético está armazenado nessas duas macromoléculas. Uma característica essencial do DNA e do RNA é que eles são compostos de 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 foram essenciais. Depois de conduzir essas investigações, Woese tornou-se especialmente interessado no estudo da evolução do código genético..
Carl Woese estudou um determinado conjunto de informações genéticas encontradas na chamada RNA mitocondrial 16s. A sequência genética desse RNA tem a peculiaridade de aparecer nos genomas de todos os seres vivos e ser altamente conservada, o que significa que evoluiu lentamente e pode ser usada para rastrear mudanças evolutivas por um longo tempo..
Para estudar o RNA, Woese usou a tecnologia de sequenciamento de ácido nucléico, que ainda era muito primitiva durante os anos 1970. Comparação de sequências de RNA ribossômico (rRNA) de vários organismos, principalmente bactérias e outros microorganismos.
Mais tarde, em 1977, junto com George Fox, publicou a primeira árvore da vida filogenética com base científica. Este é um mapa que revela a organização da vida em grande escala e o curso da evolução.
O modelo de evolução usado antes do trabalho de Woese indicava que os seres vivos eram classificados em dois grandes grupos: procariotos e eucariotos. Além disso, ele apontou que os procariontes deram origem a eucariotos mais modernos..
No entanto, Woese sequenciou e comparou os genes de rRNA de diferentes seres vivos e descobriu que quanto maior a variação na sequência do gene de dois organismos, maior sua divergência evolutiva..
Essas descobertas permitiram que ele propusesse as três linhas evolutivas, chamadas de domínios: Bactérias e Archaea (representando células procarióticas, ou seja, sem núcleo), e Eukarya (células eucarióticas, com núcleos).
Dessa forma, Woese estabeleceu que o conceito de procariotos não tinha justificativa filogenética e que os eucariotos não se originavam de bactérias, mas eram um grupo irmão das arquéias..
Os três domínios foram representados em uma árvore filogenética, onde as diferenças evolutivas são mostradas. Nessa árvore, a distância entre duas espécies - traçadas ao longo das linhas que as conectam - é proporcional à diferença em seu rRNA..
Da mesma forma, aqueles que estão amplamente separados na árvore são parentes mais distantes e, combinando uma grande quantidade de dados, é possível estimar as relações entre as espécies e determinar quando uma linha divergiu da outra..
O trabalho e as descobertas de Woese tiveram um impacto profundo na maneira de compreender o desenvolvimento da ecologia microbiana da terra e do corpo humano; mesmo fora dos domínios terrestres.
Ecossistemas microbianos são a base da biosfera da Terra e antes que a estrutura filogenética baseada na sequência de Woese fosse desenvolvida, não havia uma maneira significativa de avaliar as relações dos micróbios que constituem o mundo natural..
A descoberta de Woese demonstrou que toda a vida na Terra descende de um estado ancestral que existia 3,8 bilhões de anos atrás, com os elementos-chave da célula moderna já estabelecidos..
Desta forma, a disciplina de ecologia microbiana foi impulsionada de um estado de morte para um dos campos mais vibrantes da biologia com ramificações importantes para a medicina, como demonstrado pelo Projeto 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 procurar as correlações entre a dinâmica das populações microbianas, a saúde humana e as doenças..
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..
Consequentemente, a exobiologia aborda os aspectos fundamentais da biologia por meio de um estudo da vida fora da Terra. Surge então uma teoria geral para a evolução dos sistemas vivos a partir da matéria inanimada..
Os conceitos de Woese foram incorporados pela NASA em seu programa de exobiologia e nas filosofias de seus programas para as missões que foram lançadas a Marte para procurar sinais de vida em 1975..
Seus trabalhos mais importantes estão listados abaixo:
- Evolução da complexidade macromolecular (1971), onde um modelo unificado para a evolução da complexidade macromolecular é apresentado.
- 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..
- O ancestral universal (1998). Descreve o ancestral universal como uma comunidade diversa de células que sobrevive e evolui como uma unidade biológica.
- Interpretando a árvore filogenética universal (2000). Este trabalho se refere 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 da necessidade de uma 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.
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