Tema 1Introducción

B VEGETAL: BOTANICAB.VEGETAL:

B.ANIMAL:

BOTANICA

ZOOLOGIA

B.MICROORGANISMOS:

B MOLECULAR:

MICROBIOLOGIA

BIOQUIMICAB.MOLECULAR:

B. FUNCIONAMIENTO:

BIOQUIMICA

FISIOLOGIABIOLOGIA B. HERENCIA:

B CELULAR

GENETICA

CITOLOGIAB.CELULAR:

B.TISULAR:

CITOLOGIA

HISTOLOGIA

INGENIERIA DE LA BIOLOGIA:

BOTANICA+ZOOLOGIA+

BIOTECNOLOGIA

BOTANICA+ZOOLOGIA+GEOGRAFIA+GEOLOGIA+EDAFOLOGIA ECOLOGIA

Características de los seres vivos

Actividad metabólica

AA

DN base de la herencia

AACapacidad de utorreplicarse

Respuestafrente a cambios mbientalesA

Afrente a cambios mbientales

Capacidad de daptación mediante Selección Natural

El origen de la vida: origen de las biomoléculas Teoría de A.I. Oparin y J.B. Haldane (1924)

Origen de la Tierra:• Formación del Sol (5.000 m.a.)• Formación de los

• Atmósfera reductora

planetas (4.600 m.a.)

• C (CO2,CH4), H (H2), O (H2O), N (NH3)

• Energía térmica (calor de cocción y ebullición)

lé t iy eléctrica

• Evolución química –Evolución biológicaEvolución biológica

Formación de macromoléculas biológicas a partir de materia inorgánica

Posibles componentes de la atmósfera primitiva: ¿neutra / reductora?

Metano (CH4) Amoniaco (NH3) Bio-polímeros: Amoniaco (NH3) Anhídrido carbónico (CO2) Nitrógeno (N2) Hidrógeno (H )M

ICA

Bio-polímeros:

Proteínas (polímeros de aminoácidos) Hidrógeno (H2)

Agua (H2O)

Posibles intermediarios:QU

ÍM

(polímeros de aminoácidos)Ácidos nucleicos (polímeros de nucleótidos: ADN, ARN; ATP)Polisacáridos

Formaldehido (HCHO) Cianhídrico (CNH)C

IÓN

Polisacáridos (polímeros de pentosas, hexosas, etc.)Lípidos

Ciano-acetileno (CN-CCH)

Bio moléculas esenciales:OL

UC (ácidos grasos, fosfolípidos, esteroles)

Bio-moléculas esenciales:

Aminoácidos Bases púricas y pirimidínicas

EV

O

EVOLUCIÓN Ó Azúcares

Ácidos grasosBIOLÓGICA

Experimento deExperimento de Stanley MillerStanley Miller (1953)(1953)corriente eléctrica

Origen abióticodescarga

G80ºCde moléculas

orgánicas

Gases: aguaamoniacometanohidrógeno

80ºC

orgánicas hidrógeno

refrigeraciónrefrigeración

agua con agua enb lli ió moléculas

sintetizadasebullición

Aminoácidos (Gly Aln Asp Glu )Aminoácidos (Gly, Aln, Asp, Glu...)Ácidos orgánicos (fórmico, propiónico, láctico, succínico)Bases nitrogenadas

UNA HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

FORMACIÓN ESPONTÁNEA DE POLISACÁRIDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS BAJO CONDICIONES ABIÓTICAS

FORMACIÓN DE COMPLEJOS DE PROTEÍNA-ARN

FORMACIÓN DE ESFERAS LÍPÍDICAS

ADN ARN ENZIMAS Y OTRASPROTEÍNAS

ÉPROTOCÉLULAS

CÉLULAS VIVAS

El origen de la vida: Los primeros eucariotas

Núcleo MitocondriaNúcleo Mitocondria

Eucariota quimioheterótrofo respirador

Eucariotaquimioheterótrofoquimioheterótrofo

fermentador

EucariotaProcariotaquimioheterótrofarespiradora

Procariotafotoautótrofo

Cloroplasto Eucariotafotoautótroforespirador

PecesPlantas terrestresMamíferos y aves

Paleozoico

MesozoicoCenozoico

El origen de la vida:Evolución

m.a.

- 1000Primeros eucariotas meióticosPrimeros eucariotas pluricelulares

Peces

to era

Proterozoico

Primeros eucariotas mitóticos

quec

imie

nla

atm

ósf e

- 2000Evolución biológica

do d

e en

riqxí

geno

de

3000

Perio

de o

x

- 3000Primeros procariotas autótrofos

Arcaico

- 4000

Primeras células(procariotas heterótrofos)Evolución química

Niveles de organización de los seres vivos Sistemas de órganos

Órganos Organismos

Moléculas

Átomos

Tejidos Poblaciones

CélulasOrgánulos

Comunidades

Ecosistemas

BiosferaBiosfera(Biomas)

Bioelementos primarios (%)

Bioelementos primarios (%)

AtmósferaAtmósfera

Bioelementos secundarios:

Potasio (K), Sodio (Na), Calcio (Ca), Magnesio (Mg)( ) ( ) ( ) g ( g)

Oli l tOligoelementos:

Fe, Cu, Zn, Mb, Mn, B, Cl, I, Fl, As, Si, Sr.

ExtremoAmino

i l

ExtremoCarboxilo

i l

PROTEÍNAS: PÉPTIDOBiopolímeros(principios inmediatos)

terminal terminal

HIDRATOS DE CARBONO:OLIGOSACÁRIDO

(p p )

Enlace peptídico

Extremo 5’ Extremo 3’ÁCIDOS NUCLEICOS

(ADN, ARN)Enlace glucosídico

0,3 nm

LÍPIDOS:FOSFOLÍPIDO

,

Enlacefosfodiester

Enlaceslipídicos

1,2 nm

fosfodiester

Extremo 3’ Extremo 5’

Moléculas de información biológica: Ácidos Nucleicos y Proteínas

ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Desoxirribosa + Fosfato + Base NitrogenadaADN (Ácido Desoxirribonucleico): Desoxirribosa + Fosfato + Base Nitrogenada

ARN (Ácido Ribonucleico): Ribosa + Fosfato + Base Nitrogenada

ARNADN

Ácido NucleicoBase Nitrogenada

Adenina (A), Guanina (G)Adenina (A), Guanina (G)Purina(doble anillo)

Citosina (C), Uracilo (U)Citosina (C), Timina (T)Pirimidina(anillo sencillo)

A x T, A x U, C x G

Moléculas de información biológica: Flujo de información

1. Replicación(duplicado ADN)

3. Traducción(síntesis de proteínas)

2. Transcripción(síntesis mARN)

(síntesis de proteínas)

(síntesis mARN)

MOLÉCULAS DE INFORMACIÓN BIOLÓGICA“Flujo de información”

PROCESAMIENTO DEL ARN

DNADNAARN

TRANSCRIPCIÓN mRNA

Synthesis ofmRNA in the nucleus

mRNA

Synthesis ofmRNA in the nucleus

1. Síntesis de mARN en el núcleo

NUCLEUSNUCLEUS

CYTOPLASM

mRNA

Movement of

CYTOPLASM

mRNA

Movement of2 Movimiento del

ADN

Convergencia

Ribosome

Movement ofmRNA into cytoplasmvia nuclear pore Ribosome

Movement ofmRNA into cytoplasmvia nuclear pore

2. Movimiento del mARN al

citoplasma

Convergenciade los ARN

+Ribosomas

A i

Synthesis of protein

A i

Synthesis of protein3. Síntesis de

proteínas

REPLICACIÓN TRADUCCIÓN

AminoacidsPolypeptideAminoacidsPolypeptide

CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS

LOS CINCO REINOS

Plantae Fungi AnimaliaWhittaker (1969)

Reino MONERA(Arqueobacterias y Eubacterias)

Protista

(Arqueobacterias y Eubacterias) Reino PROTISTAS o (PROTOCTISTAS ) Reino de los HONGOS (FUNGI) R i VEGETAL Reino VEGETAL Reino ANIMAL

Monera

• MONERA• PROTOCTISTA• HONGOS

VEGETAL5 REINOS

• VEGETAL • ANIMAL

Robert Whitakker (1969)

Procarióticos Eucarióticos

Ninguno conocidoEucaria:

Plantas Animales

Macroorganismos

3 DOMINIOSArchaea

Bacteria

AlgasHongos

ProtozoosMicroorganismos

• ARCHAEA• BACTERIA• EUCARIACarl Woese (1966)