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Mg Sc. Blgo. Jimmy Ibarra Trujillo [email protected]
BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR 2011
Evolución Molecular antes del surgimiento de la Vida
EVOLUCIÓN MOLECULAR ANTES DEL SURGIMIENTO DE LA VIDA
EVOLUCIÓN MOLECULAR ANTES DEL SURGIMIENTO DE LA VIDA
• Química Prebiotica.
• Síntesis de monómeros y
Oligómeros.
• Síntesis de péptidos y proteínas.
• Mundo del ARN.
• Mundo del ADN.
• Química Prebiotica.
• Síntesis de monómeros y
Oligómeros.
• Síntesis de péptidos y proteínas.
• Mundo del ARN.
• Mundo del ADN.
QUIMICA PREBIOTICA (EVOLUCION QUIMICA O MOLECULAR)
QUIMICA PREBIOTICA (EVOLUCION QUIMICA O MOLECULAR)
Este período abarca desde la
formación de la Tierra hace
4500 m.a (Milton y Steiger,
1965) hasta la aparición del fósil
mas antiguo conocido y que
ocurrió en la era Arqueana,
cerca de 3500 m.a (Schopf,
2000).
Este período abarca desde la
formación de la Tierra hace
4500 m.a (Milton y Steiger,
1965) hasta la aparición del fósil
mas antiguo conocido y que
ocurrió en la era Arqueana,
cerca de 3500 m.a (Schopf,
2000).
Principales acontecimientos de la evolución biológica
1.ETAPA ANAEROBICA : desde los 4,500 m.a hasta los 2,500 m.a
2.ETAPA AEROBICA: desde los 2,500 m.a hasta los 560 m.a.
QUÍMICA PREBIÓTICA
• Pionero en la Química
Prebiotica Stanley L. Miller,
para el estudio del origen de
la vida.
• Otros muchos, entre los
cuales estuvo Joan Oró,
siguieron la trayectoria
iniciada por Miller.
Ambiente probable de la tierra primitivaAmbiente probable de la tierra primitiva
•Según Oparin-Haldane, los organismos vivos
surgieron por evolución química.
•Oparin además propone que los primeros
organismos fueron heterótrofos. Haldane
(1928) propuso la idea de la “sopa primitiva”.
• Alfonso L. Herrera (1868-1942). Trabajo con
CH2O y NH4SCN. Propone la “teoría
sulfociánica sobre el origen de la vida”.
•Según Oparin-Haldane, los organismos vivos
surgieron por evolución química.
•Oparin además propone que los primeros
organismos fueron heterótrofos. Haldane
(1928) propuso la idea de la “sopa primitiva”.
• Alfonso L. Herrera (1868-1942). Trabajo con
CH2O y NH4SCN. Propone la “teoría
sulfociánica sobre el origen de la vida”.
SÍNTESIS DE MONÓMEROS Y OLIGÓMEROS
Urey y Miller, abrieron la química prebiótica.
Estos exp. han producido aminoácidos, purinas,
pirimidinas, hidrocarburos, etc.
Urey y Miller, abrieron la química prebiótica.
Estos exp. han producido aminoácidos, purinas,
pirimidinas, hidrocarburos, etc.
SÍNTESIS DE PÉPTIDOS Y PROTEÍNAS.
Uso de agentes condensantes
como la cianamida (H2N-CN),
monómeros “activados”,
polifosfatos y en particular el
uso de minerales arcillosos
(Negrón-Mendoza y Ramos-
Bernal, 2004).
Uso de agentes condensantes
como la cianamida (H2N-CN),
monómeros “activados”,
polifosfatos y en particular el
uso de minerales arcillosos
(Negrón-Mendoza y Ramos-
Bernal, 2004).
citocromo c
• La síntesis de polinucleótidos, se ha estudiado
por los grupos Orgel (Inoue y Orgel, 1982) y
Ferris (Ferris y Ertem, 1992).
•En estos sistemas acuosos, Bernal (1951)
propuso que en las orillas de los océanos o de
los lagos, sería un lugar ideal para la síntesis de
polímeros.
•La síntesis de polinucleótidos, se ha estudiado
por los grupos Orgel (Inoue y Orgel, 1982) y
Ferris (Ferris y Ertem, 1992).
•En estos sistemas acuosos, Bernal (1951)
propuso que en las orillas de los océanos o de
los lagos, sería un lugar ideal para la síntesis de
polímeros.
PROBLEMAS EN LAS SINTESIS PREBIOTICAS
PROBLEMAS EN LAS SINTESIS PREBIOTICAS
•Un problema fundamental
en estos estudios lo
constituye la formación de
compuestos que son
imágenes especulares no
superponibles.
•Un problema fundamental
en estos estudios lo
constituye la formación de
compuestos que son
imágenes especulares no
superponibles.
En una síntesis abiótica se formarán los dos
isómeros ópticos, siendo que los sistemas
biológicos son muy selectivos en el tipo de
isómeros D-L presentes en las moléculas.
Todavía se requiere un gran esfuerzo para
salvar tales dificultades.
En una síntesis abiótica se formarán los dos
isómeros ópticos, siendo que los sistemas
biológicos son muy selectivos en el tipo de
isómeros D-L presentes en las moléculas.
Todavía se requiere un gran esfuerzo para
salvar tales dificultades.
¿Qué sustancia fue adoptada primero por la vida, las Proteínas o el DNA?
• Las PROTEÍNAS pueden llevar a cabo funciones biológicas, pero no hay evidencia de que puedan propagarse a si mismas.
•El ADN puede almacenar y transmitir información, pero no puede realizar ningún función biológica
MUNDO DE ARN
AZÚCAR PENTOSA
La ribosa es la base de moléculas muy importantes como: ATP, NAD, FAD, CoA, AMPc, GTP.
En el metabolismo celular a partir de ribonucleótidos se sintetizan dTP.
La molécula de ARN presenta dos características importantes:- Almacenamiento de información- Catalizador (Ribozimas)
• Las formas replicativas de RNA se integraron establemente en vesículas lipoproteicas formando entidades celulares
• Las proteínas reemplazaron las funciones catalíticas del RNA
• El DNA reemplazó las funciones codificantes del RNA
Tierra esteril
Tierra esteril
Ribozimas: RNA catalítico
Sidney Altman y Tomas
Cech (1982) en
Tetrahymena thermophila
Genotipo: secuencia
primaria de nucleótidos
Fenotipo: capacidad de
catalizar una reacción
química sobre un sustrato
LA SÍNTESIS PREBIÓTICA DEL RNA PLANTEA PREGUNTAS
• Condensaciones sucesivas de Aldehídos Ribosa
Producción de muchos azúcares distintos:
ArabinosaXilosaLixosa
• Unión de las pirimidinas o purinas preformadas
con los azúcares Enorme número de
nucleótidos diferentes.
• Ribonucleósidos, urea, NH4Cl, fosfato e
hidroxiapatita (arcilla natural) + 100ºC =
Ribunucleósidos polifostato Mezcla de
diferentes isómeros (D y L)
• L-enantiómeros inhiben la polimerización de los
D-enantiómeros normales
Búsquela de componentes
estructuralmente similares a
la ribosa pero mas simples
Aciclonucleósido derivado
del glicerolOH
HOCH2 Base
CH
O
CH2
CH2
Es posible la polimerización química, sin la
mediación de proteínas, de compuestos activados
similares a los nucleótidos (5` fosfoimidazólidos)
MUNDO DE ADN
MODELLOS PRE-CELULARES MODELLOS PRE-CELULARES
Entre los modelos precelulares que se han
estudiado están:
Los coacervados de Oparin (1934).
Las microesferas de proteinoides de Fox (Fox y
Dose, 1977),
Los sulfobios y colpoides de Herrera (1930).
Entre los modelos precelulares que se han
estudiado están:
Los coacervados de Oparin (1934).
Las microesferas de proteinoides de Fox (Fox y
Dose, 1977),
Los sulfobios y colpoides de Herrera (1930).
GRACIAS
