ORIGEN DE LA VIDA

ORIGEN Y EVOLUCIÓN CELULAR

•Dos cuestiones¿Cómo aparece el primer Ser Vivo?

¿Cómo evoluciona hasta originar el resto de formas de vida?

Un suceso/ acontecimiento más en la evolución del universo

•Aparición de la Vida

•Desde que se formó la materia, ha pasado desde formas muy simples hasta otras muy complejas. La materia viva (los S.V.) serían las formas más complejas conocidas.

AMBIENTE TERRESTRE PRIMITIVO

•Formación tierra: -4500 MA•Bola de lava incandescente que emite mucho calor•± 3500 MA Formación CT (enfriamiento).

•Volcanes Expulsión de gases•Formación Atmósfera primitiva SO2, N2, H2, H2O, CH4

Sin O2 Reductora

•Al enfriarse, H2O(V) precipita y forma océanos

•Tormentas con Royas

•Poco profundos(Rayos solares penetran)

•Agua caliente

ORIGEN DE LOS EUCARIONTES. PASO DE PROC --> EVC

•1ºs restos fósiles Eucariontes: -1800 –1500 MA

• Eucariontes Proceden de Procariontes Heterótrofos Anaerobios, que hacian fagocitosis

• EUC Mucho más grandes que PROC.Organización interna + compleja.

-Endomembranas (RE, AG, Vesículas)-Orgámelos Energéticos

• Factores claves en la aparición de células Eucariontes

a) Aumento de tamaño al perder la PBb) Aumento de la superficie celular la m.p se

pliega, los pliegues se separan y forman las endomembranas

c) Las endomembranas se especializan y originan orgánulos.

• Antecesor Eucarionte URCARIOTA ( p.234 dibujo)

•A partir de un proc. q. Pierde la PB.•Aumentó de tamaño y su m.p se plegó al hacer fagocitosis; esas vesículas quedan en el interior y forman ENDOMEMBRANAS.•Aparece CITOESQUELETO•El urcariota se asocia en SIMBIOSIS con algunos procariontes (ENDOSIMBIONTES, BACTERIANOS O PROCARIONTES)

•SE DISTINGUEN DOS ETÁPAS

1) Prebiológica, Abiótica, Química (-4600 –3800 MA)2) Biologíca, Biotíca o Celular (> -3800 MA)

ETAPA PREBIOLÓGICA

• Etapas o sucesosA) Síntesis de precursores (moléculas orgánicas sencillas)

Moléculasinorgánicas

Ácido cianhídricoFormaldehido

Monosacáridos A.gAminoácidos B.N.Glicerina, Otros

Hipótesis de Haldane y Oparín => La vida (1ª célula)aparece en la sopa o caldo primitivo a partir de materia inorgánica

¿Cómo?

A partir de los gases atmosféricos (inorgánicos) y con la energía (Sol (UV), Calor Terrestre) se forman moléculas orgánicas sencillas; que caen al mar y forma la SOPA o CALDO PRIMITIVO.

Experimento de Miller (1953) -> Apoya la hipótesis de Oparín.

•Reproduce las condiciones de la Tierra primitiva.•Obtiene moléculas orgánicas sencillas a partir de inorgánicas.

B) Síntesis de polímeros

• Moléculas orgánicas sencillasDisacáridosOligopéptidosOligonucleótidos

• Arcillas Papel fundamental en la polimerizaciónSustrato o lugar donde ocurrió.

• FOX

•Aparición de la PRIMERA CÉLULA es muy difícil de explicar

PROTEINOIDES

ETAPA BIÓTICA

Por calentamiento de una mezcla de aminoácidos obtuvo unas cadenas =>

• Moléculas del caldo primordial

Ser Vivo. (Un S.V NO es sólo un conjunto de moléculas orgánicas agrupadas)

•Debieron cumplirse estos requisitos:

a) Existencia de material genéticoDirige síntesis de proteínasAlmacenaTransmite

b) Membrana, que Separa el contenido interno del exterior.Regula el paso de sustancias.

c) Encimas, que controlan

d) Aparición del CÓDIGO GENÉTICO

Síntesis de proteínasDuplicación material genético

a) MATERIAL GENÉTICO

• 1º Polímero con capacidad autoduplicativa en la sopa primitiva => ARN

• Este ARN actúan como patrones de replicación (Moldes) por complementariedad de B.N.

• Aparecen muchas moléculas de ARN, se piensa que tuvieron MUTACIONES -> Alta diversidad de ARNs

• Algunos ARNs fueron capaces de:Dirigir síntesis de proteínasDirigir su propia síntesis.

Acelera por algunas proteínas

• Fue sustituido por ADN (Molécula + Estable)

b) FORMACIÓN MEMBRANA• Acontecimiento crucial ya que aíslan al ARN y

Proteínas del Resto de componentes de la sopa.

Mayor cercanía Mayor velocidad replicación ARN.Más especificidad.

• Hipótesis: Aparecieron vesículas esféricas al asociarse Lípidos + Proteínas

Engloban ARN + enzimas

• Tenían metabolismo muy primitivo y se dividían.• A estas 1ª Células => PROTOBIONTE

EUGENOTEPROGENOTA.

• COACERVADOS MICROESFERAS

• OPARIN: In vitro, mezclóPolisacáridosPolinucleótidos, al calentarlosPolipéptidos

Obtuvo unos cuerpos (2-700 micras).•Agregación espontánea de macromoléculas, con <-> de sustancias. Al crecer mucho se dividen.

• COACERVADOS

FOX: Obtuvo MICROESFERAS; al calentar los proteinoides.

COACERVADOS MICROESFERAS

Sistemas prebiológicos (no son auténticas células)

IMPORTANCIA => Representan lo que pudo ocurrir en la realidad, con ellos pudo iniciarse la evolución de las 1ªs células.

c) ENZIMAS Y SÍNTESIS PROTEICA

•Se sabe que las 1ªs moléculas enzimáticas fueron ARN (RIBOZIMAS)•Sustituidos por proteínas.•Se desconoce cómo aparece el CÓDIGO GENÉTICO, controla y dirige la síntesis protéica.

•Algunas células desarrollan la capacidad Autótrofa a partir de CO2 + Energía Solar => Aparece la Fotosíntesis (se fija CO2 y se reduce)

•La conversión de CO2 => M.O necesita Dador ElectrónicoEnergía Solar.

a) Captación Energía Solar => PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOSSE CONVIERTE EN ATP

b) Dador inicial electrónico: H2S, H2 ....

-3500 Ma H2S + CO2 + luz ---- Glucosa + S=

Fotosíntesis Bacteriana Anoxigénica (Hoy día es bacteriana)

Después se sustituyó por H2O (muy abundante)

H2O + CO2 + luz ---- Glucosa + S=

Fotosíntesis Oxigénica (1ºs Organismos CIANOBACTERIAS) –3000 M.a

ESTROMATOLITOS (2500 Ma)Australia (arena, CaCO3, +bact)

•O2 se acumuló en la atmósfera, y sobre –2500 Ma =>

REVOLUCIÓN DEL OXÍGENO

Consecuencias de la aparición del O2 en la atmósfera.

•Desaparición organismos anaerobios, o se refugian•Permite colonización medio terrestre (mucho tiempo después). O2 => O3.•Permite la aparición de la RESPIRACIÓN AERÓBICA. Más rentable. El O2 es utilizado en el metabolismo.

•SISTEMAS FISICO-QUÍMICO(Asociación de moléculas)

•SISTEMAS BIOLÓGICO(CÉLULAS)

Muy difícil de explicar

•PROTOBIONTE 3.800 M.a

PROGENOTA

ARQUEBACTERIAS URCARIOTAAntecesor

EUBACTERIAS

EUCARIONTES CIANOBACTERIAS

EUBACTERIASEUC.ANIMAL EUC. VEGETAL

3 líneas evolutivas

Fosf. Oxid.Fotosint.

•1ªs CÉLULAS Heterótrofos fermentadores anaerobiosNutriente: M.O. Disuelta en sopa primitivaEnorme proliferación

•OTRAS CÉLULAS Autótrofos QuimiosintéticosNutrientes, M.I. Del caldo primitivoPermite independencia

•AGOTAMIENTO NUTRIENTES ORGÁNICOS PROLIFERACIÓN

COMPETENCIA Y SELECCIÓN

DESAPARECIERON

SUPERVIVENCIA

•LYNN MARGULIS => Teoría endosimbiótica del orgien de los eucariontes. (1970)

EUCARIONTES Por simbiosis entre PROCARIONTES.RADHEY GUPTA

A) Algún urcariota incormpora a procariontes que eliminan tóxicos que aparecen por el O2. Dan lugar a los PEROXISOMAS.

B) El urcariota se asocia con BACTERIAS ROJAS o PÚRPURASque hacían RESPIRACIÓN AERÓBICA.

Urcariota Obtiene mas ATP

Bacteria Entorno estable y seguro

Se originan células con MITOCONDRIAS

Precursoras de hongos y animales

C) Algunas de estas después se asocian con CIANOBACTERIAS. Aparecen celulas con MITOCONDIRAS + CLOROPLASTOS

Células vegetales

D) Origen del núcleo => INCIERTO, sin datos claros.

SUPOSICIÓN = Una Arqueobacteria fue Fagocitada y su ADN se fusionó con el del Urcariota. ( o un Procarionte)

PROCARIONTE (URCARIONTE) BACT. AERÓBICA (RESPIRACIÓN) ARQUEBACTERIAS

EUCARIONTE

NO SE PUEDE LEER Evolucionista molecular.

Determinó que parte del genoma eucarionte procede de cada microorganismo.

EUBACTERIA => Genes del metabolismo (codifican enzimas)

ARQUEBACTERIA => Genes de la replicación, trascripción y traducción.

Comparar secuencias de ADN emparentadas con ancestro común

Método =>

Identifica adiciones / delaciones de nucleótidos y los busca en las especies descendientes.

“Firmas”

Ha encontrado la misma “FIRMA” en TODOS los eucariontes, por lo que todos tienen el mimo origen y ocurrió una sola vez.

Bact Gram (-) Spirochaeta (según Margoty)Arqueobacteria => Termophilus

ESQUEMA LIBRO PÁGINA 235

TAMAÑO BACT – MIT-- CLO -- SIMILAR

ADN BACT ADNmit y ADNclo (bc)Mesosomas CrestasRibosomas bacterianas ribosomas de orgánulos

TamañoComposición ARNrSensibilidad antibióticos.

Doble membrana ext => m.p urcariota

int => propia bacteriana.