ORÍGEN Y EVOLUCIÓN DE LA CÉLULA

Mg(c). Vania Mallqui Brito

El

Origen

de la vida

¿Cómo surge la vida?

Explicaciones religiosas, mitológicas y científicas

1.Creacionismo: dioses

2.Generación espontánea

3.Autoorganización

¿Cuándo apareció la vida sobre la Tierra?

•El nacimiento de nuestro planeta tuvo lugar hace 4.600 millones de años, forma de una masa incandescente, por condensación de la nube primordial originó el sol y los planetas del Sistema Solar.

•Enfriamiento progresivo permitió formación de corteza terrestre.

•Período o era Azoica, erupciones volcánicas arrojan al exterior vapor de agua, al enfriarse, da origen primeros mares, el agua es a su vez el origen del oxígeno y del hidrógeno, va transformando la atmósfera primitiva, rica en metano, hidrógeno, amoníaco, nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono.

•Estas condiciones, la aparición de la vida es factible, calculándose la existencia de los primeros organismos vivos hace unos 3.700 millones de años.

¿Qué es la vida?Materialistas suponen resultado de una organización compleja de la materia.

Vitalistas origen fuerza superior (hombre) asocia el alma.

Demócrito de Abdera (470-380 a.c.), suponía la materia, incluida la vida, formada por diminutas partículas llamadas átomos.

Aristóteles (384-322 a.c.) seres vivos estaban compuestos de idénticos elementos que la materia inerte y poseían una fuerza o principio vital concedido por un ser superior.

Biología Molecular, la vida es propiedad de los organismos que contienen información hereditaria reproducible, codificada en moléculas de ácido nucleico, y que metabolizan al controlar el ritmo de reacciones químicas utilizando catalizadores llamados enzimas.

HISTORIA DE LA

TIERRA

Origen de la vida- Charles Darwin, teoría evolutiva “Selección Natural”(ancestro único)-Francesco Redi, descartó “Generación espontánea”Seres vivos nacen materia orgánica en descomposición-Louis Pasteur; bacteriología moderna-Siglo XIX origen extraterrestre

TEORIAS

OPARIN y los coacervados

Química prebiótica, Stanley Miller

Microesferas, Fox

Oparin y los coacervados (1924)Atmósfera primitiva compuesta hidrógeno, metano, amoníaco y vapor de agua.

Mezcla gases por acción de los rayos solares, daría lugar moléculas orgánicas, caerían en océanos y se acumularían largos períodos de tiempo sin riesgo de descomposición, formando un "caldo nutritivo".

Moléculas asociando entre sí, formando agregados moleculares cada vez más complejos, con una estructura concreta, a los que llamó COACERVADOS

Los coacervados capacidad de autosíntesis, evolucionarían formas más estables y complicadas….. “estructuras vivientes”.

Organismos primordiales por evolución durante millones de años, formarían el mundo vegetal y animal de nuestro planeta.

TEORÍA DE OPARINTEORÍA DE OPARIN

TEORÍA DE OPARINTEORÍA DE OPARIN

FORMACIÓN DE COACERVADOS

Stanley Miller

*Inicio de la química prebiótica (1953)

*Simulación que pudieron tener lugar “Tierra Primitiva”

*Síntesis “aa” y otros compuestos a partir gases atmosféricos

* Harold Urey, consideraba que la atmósfera tierra primitiva debía ser reductora.

•Miller, atmósfera formada por metano, amoniaco, hidrogeno molecular, y vapor de agua.

•El experimento contaba luz UV y descargas eléctricas, obteniendo resultados positivos, considerado un clásico por 5 décadas.

Las Microesferas FOX Publicaciones Oparin, la confirmación parcial experimento de Miller, produjo biólogos investigaran como la materia inerte llegó a alcanzar estructuras que permitirían el nacimiento de las primeras células.Bioquímico norteamericano Sydney W. Fox, aparición la vida sobre nuestro planeta no sólo tuvo lugar en el mar (Oparin) podría haber sucedido sobre la tierra.Demostró Tº próximas a los 1.000 ºC, gases similares atmósfera primitiva, transformaciones se lograba síntesis de aminoácidos y se unían formando "protenoides". Estos sumergirse en agua, repliegue sobre sí mismos (forma globosa) “microesferas”, limitadas por doble capa protegía del exterior,Ancestro membrana plasmática.

Las microesferas, a través de la membrana, podían tomar del exterior agua, glucosa, aminoácidos, etc., que producían la energía suficiente para continuar desarrollo.

Existen datos, Graham Cairns-Smith, de la Universidad de Glasgow, existencia de una "vida inorgánica" previa a la vida orgánica.

Síntesis prebiótica de las macromoléculas biológicas etapa fundamental aparición de la materia viva, origen membrana.

Joan Oró, Universidad de Houston., en condiciones prebióticas obtuvo lípidos, ayuda de una mezcla de compuestos orgánicos derivados del ácido cianhídrico.

Las microesferas de Fox, diámetro1µ, falta el material genético.

¿Cuál de las macromoléculas biológicas apareció primero?

Investigadores prebióticos apoyan idea Manfred Eigen, Nobel 1967, secuencia fue: primero

ácidos nucleicos proteínas célula

Aparición simultánea y complementaria.

Origen de la vida

Evolución celularSecuencia de 3 estadios:

1. “Tierra Primitiva” estuvo poblada por moléculas vivas, “genes desnudos primordiales” ácidos nucleicos capaces de autorreproducirse.

2. A causa de su composición química, estos y otros compuestos orgánicos caldo primordial habrían acabado por agregarse en diminutos lóbulos protocelulares, ancestros potenciales de células con pared celular.

3. Las primeras células impulsadas por una forma sencilla demetabolismo, para ser más complejas.

1. La vida se multiplica solo si la información genética se transmite, secuencia enzimática (polimerasas).

ADN es en si mismo proceso evolutivo, se centró ARN.

Años 80 se descubrió “Ribozimas” (ARN) actúa como sistema multienzimático.

2. La separación en organelas se hizo obligatoria a medida que ganó complejidad. Los compuestos orgánicos hidrófobos se juntaban en grumos, formando una capa, con el tiempo se formó segunda capa, semejante a la membrana celular, pared etc.

3. Metabolismo (síntesis y degradación), cambio evolutivo explicaría el por que? El ser humano respira O2 y como la vida se divide en consumidores y consumidos.

La molécula de ARN:- Almacenamiento de información- Catalizador (Ribozimas)

EL MUNDO ARNEL MUNDO ARN

AZÚCAR PENTOSA

-La ribosa es base de moléculas: ATP, NAD, FAD, CoA, AMPc, GTP.

-En el metabolismo celular a partir de ribonucleótidos se sintetizan desoxirribonucleótidos

- El ADN es una molécula más estable.

Ejemplo de cadena trófica

Organismos vivos requieren

CHON y Eº-Satisfacer necesidades:

Autótrofos (quimioautótrofos) Heterótrofos

-Fabrica elementos simples glucosa

-Dos estrategias en versiones evolutivas diferentes, en la forma primitiva la fotosíntesis no produce O2, se desarrolla en un ambiente ANAEROBIO.

-Forma evolutiva se necesita O2, AEROBIO

Evolución preempaquetada, por cianobacterias y bac. Purpúreas.

METABOLISMOMETABOLISMO

LAS ARQUEASLAS ARQUEAS

Me tha no s a rc ina ba rke ri

Viven condiciones extremas Tº, pH , salinidad o falta de oxígeno.

LAS CIANOBACTERIASLAS CIANOBACTERIAS

O s c illa to ria s p .

- Capacidad de realizar fotosíntesis

-Capturada no digerida, funcionaba como fábrica de comida, con el tiempo los genes cianobacteria se transfirieron al huésped plantas.

- Capacidad de realizar fotosíntesis

-Capturada no digerida, funcionaba como fábrica de comida, con el tiempo los genes cianobacteria se transfirieron al huésped plantas.

Bacterias purpúreas evolucionaron hasta células eucarióticas aeróbicas.

- Eubacterias primitivas y arqueobacterias fijan N2, eucariotas no fijan.

Ruta metabólica primitiva: glicólisis (anaerobio), el azúcar más resistente a cambios de Tº, acidez, etc.

La vida también necesitaba nitrógeno para síntesis proteínas y ácidos nucleicos, para fijar N2, se necesita un complejo enzimático “nitrogenasa” Nif, pieza esencial la ferredoxina.

Evolución células Eucarióticas: “TEORIA ENDOSIMBIOTICA”

1. Procariota anaerobio heterotrófico, fagocita procariota aerobio (fagocitado ancestros Rickettsias)

2. Endosimbionte aeróbico evolucionó a mitocondria.

3. Invaginación membrana

4. Evolución organismos no fotosintéticos

5. Endosimbionte evolucionó cloroplasto

1970 se pensaba células eucarióticas evolucionaron a partir de cel.

Procarióticas por proceso evolutivo gradual

Evolución de sistemas simples autorreplicantes de moléculas de RNA hasta las células actuales, en las cuales el DNA almacena la información genética y el RNA actúa como un intermediario en la síntesis de proteínas.

Estadios del desarrollo evolutivo moderno

1. Heterotrofia anaeróbica (fermentación)

2. Fotoautotrofia anaeróbica

3. Fotoautotrofia aeróbica

4. Heterotrofia aeróbica

LOS TRES DOMINIOS