Questão de Biologia — Coleções biológicas (Taxonomia e Sistemática) — VUNESP 2024

Classificação em três domínios: a proposta de Carl Woese

Gabarito: letra D. A classificação dos seres vivos em três domínios (Bacteria, Archaea e Eukarya), proposta por Carl Woese, fundamenta-se em comparações moleculares do RNA ribossômico (RNAr), que revelaram relações de parentesco evolutivo entre os organismos, especialmente entre os procarióticos. A alternativa D é a única que combina corretamente o critério molecular (RNA ribossômico) com a abrangência correta (organismos unicelulares e pluricelulares).

A sistemática é o ramo da biologia que estuda a biodiversidade, descrevendo, nomeando e organizando os seres vivos em categorias hierárquicas (táxons). A classificação biológica tradicional, iniciada por Lineu no século XVIII, agrupava os organismos com base em semelhanças morfológicas e anatômicas. No entanto, com o avanço das técnicas de análise molecular, especialmente a partir da segunda metade do século XX, os cientistas passaram a utilizar dados genéticos e bioquímicos para estabelecer relações de parentesco evolutivo (filogenia) entre as espécies.

Carl Woese, microbiologista norte-americano, foi um dos pioneiros nessa abordagem molecular. Em seus estudos, ele analisou a sequência de nucleotídeos do RNA ribossômico (RNAr), um componente essencial dos ribossomos, presentes em todos os organismos celulares. Ao comparar essas sequências, Woese descobriu que os organismos procarióticos, até então agrupados em um único reino (Monera), na verdade formavam dois grupos distintos: as bactérias e as arqueas. Essas diferenças eram tão profundas que ele propôs a criação de uma nova categoria taxonômica, o domínio, acima do reino. Assim, o sistema de três domínios divide os seres vivos em Bacteria, Archaea e Eukarya, sendo os dois primeiros compostos por organismos procarióticos e o último por eucarióticos (que incluem tanto unicelulares quanto pluricelulares).

A escolha do RNA ribossômico como marcador molecular não foi aleatória. O RNAr é encontrado em todos os organismos celulares, desempenha uma função essencial e universal (a síntese de proteínas) e apresenta regiões conservadas e variáveis que permitem comparar organismos muito distantes evolutivamente. Essa característica o torna uma "molécula-relógio" ideal para reconstruir a história evolutiva da vida na Terra. A análise do RNAr mostrou que as arqueas, embora sejam procarióticas como as bactérias, são evolutivamente mais próximas dos eucariotos do que das bactérias, o que justifica sua separação em um domínio próprio.

A pegadinha desta questão está em associar a classificação de Woese a critérios estruturais (como o tipo de proteína dos envoltórios celulares ou a organização do DNA) ou a uma divisão baseada na presença ou ausência de núcleo (unicelulares vs. pluricelulares). A banca explora a confusão entre o critério molecular (RNAr) e outros critérios de classificação, além de tentar induzir o aluno a pensar que a divisão em domínios se baseia na complexidade celular (unicelular vs. pluricelular), quando, na verdade, o critério é a relação filogenética revelada pelas comparações moleculares.

Guarde a fronteira entre o critério molecular (RNA ribossômico) e os critérios estruturais (tipo de proteína, organização do DNA, presença de núcleo): é exatamente nela que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a divisão em três domínios se baseia na separação entre organismos unicelulares e pluricelulares, em função do tipo de proteína dos envoltórios celulares. O erro é duplo: (1) a classificação de Woese não se fundamenta na distinção entre unicelulares e pluricelulares, mas sim nas relações filogenéticas reveladas por comparações moleculares; (2) o critério molecular utilizado foi o RNA ribossômico, não o tipo de proteína dos envoltórios celulares. A composição da parede celular (como a presença de peptidoglicano nas bactérias e sua ausência nas arqueas) é uma diferença entre os grupos, mas não foi o fundamento da proposta de Woese.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que a divisão se baseia na organização do DNA cromossômico e plastidial. Embora a organização do material genético seja uma característica distintiva entre procariotos e eucariotos, não foi o critério utilizado por Woese para propor os três domínios. Além disso, a menção ao DNA plastidial (presente em cloroplastos) é um distrator, pois não é uma característica universal dos seres vivos e não foi o foco da análise de Woese. O critério correto é a comparação das sequências do RNA ribossômico.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que a divisão se baseia na comparação dos éxons localizados no DNA principal. Os éxons são as regiões codificantes dos genes eucarióticos, mas a análise de Woese não se baseou na comparação de éxons do DNA. Além disso, essa alternativa ignora que a classificação em três domínios abrange todos os organismos celulares, incluindo os procarióticos, que não possuem éxons no mesmo sentido que os eucariotos. O critério molecular correto é o RNA ribossômico, não o DNA com seus éxons.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que a divisão em três domínios se baseia em comparações moleculares no RNA ribossômico, abrangendo organismos unicelulares e pluricelulares. Esta é a descrição correta da proposta de Woese. Ele utilizou a análise das sequências do RNAr para estabelecer relações filogenéticas entre os organismos, revelando a existência de três linhagens evolutivas distintas: Bacteria, Archaea e Eukarya. O domínio Eukarya inclui tanto organismos unicelulares (protozoários, algas unicelulares) quanto pluricelulares (animais, plantas, fungos), enquanto Bacteria e Archaea são compostos exclusivamente por organismos unicelulares procarióticos.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que a divisão se baseia no tipo de RNA mensageiro e inclui organismos acelulares (vírus). O erro é duplo: (1) o critério molecular utilizado por Woese foi o RNA ribossômico, não o RNA mensageiro; (2) os vírus, por serem acelulares, não são incluídos na classificação em três domínios, que abrange apenas organismos celulares. A inclusão de organismos acelulares é um distrator clássico, pois os vírus não possuem ribossomos e, portanto, não podem ser classificados com base no RNAr.

A classificação em três domínios é um marco na sistemática moderna, demonstrando como a biologia molecular pode revolucionar nossa compreensão da diversidade da vida. Ao estudar esse tema, lembre-se de que o critério central é a filogenia, revelada por comparações de sequências moleculares, especialmente do RNA ribossômico.

Gabarito: letra D