origen de la vida 23-24I.pdf ujadssfaosidgh

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1. Tema 1: El Origen de la célula

3. •Hipótesis aceptadas sobre la evolución
química de la vida: de moléculas inorgánicas
a orgánicas
•Hipótesis del origen de la primera célula
procariota
•Cómo se originó la primera célula eucariota?
•De la célula eucariota a mayor complejidad…
Contenidos

4. Repaso: Método científico
https://www.todamateria.com/pasos-del-metodo-cientifico/

5. Hace4.500millonesdeaños
•Atmósferareductora
•Compactacióngravitacional:
–seacumulócalor---fuentesdealtaenergía(fuentestermales,volcanes,
tormentaseléctricas,altaradiación,bombardeodemeteoritos).
–gases(CO
2,CO,H
2,N
2,SH
2…).

6. Requerimientos para la evolución
química de la vida
•Ausenciadeoxígenolibre----muyreactivo,degradación
•Lugardealtaenergía(radiaciónuv,vulcanismo,
tormentaseléctricas)
•Sustanciasquímicasnecesarias:agua,minerales
inorgánicosdisueltos(iones)ygases.
•Tiempodeacumulaciónyreacción

7. Pasos para la evolución química de la vida
Gases inorgánicos
Monómeros orgánicos
Polímeros
Formación de membrana
(Célula)
•proteínas, lípidos, ac. nucleicos,carbohidratos complejos
•glucosa, nucleótidos, aa, ac grasos
•N
2, CH
4?, H
2, H
2O, NH
3?, CO
2, CO,SH
2?

8. Hipótesis actuales para la formación de
monómeros en la tierra primigenia
1-monómerosorgánicoslleganenmeteoritos
2-monómerosorgánicosseformanenlaatmósferaycaen
enocéanosporaguadelluvia“mardesopaorgánica”
3-apartirdegasesinorgánicosdeventiladerosen
profundidadesdeocéanosogrietasenlasrocas.
1920, Oparin y Haldane: mol orgánicas
sencillas se pueden formar
espontáneamente …..evolución química

9. Experimentos de Miller y Urey(1950)

10. Obtuvo…..
No probó que la vida se originase de esa manera……
Oparin------------“mardesopaorgánica”

11. https://www.youtube.com/watch?v=34aJQuf0B48
Los primeros monómeros orgánicos: Miller y Urey

12. Actualmente experimentos …
Con diferentes mezclas de gases se obtienen
muchas mol. orgánicas, RNA , DNA etc…

13. Pasos parala evolución química de la vida
Gases inorgánicos
Monómeros orgánicos
Polímeros
Célula (formación de membrana)
•proteínas, lípidos, ac. nucleicos,carbohidratos complejos
•glucosa, nucleótidos, aa, ac grasos
•N
2, CH
4, H
2, H
2O, NH
3

14. formación de polímeros

15. Oparin------------“mardesopaorgánica”-----polímeros
Datosactuales------------“mardesopaorgánica”-----
polímeros---cuestionado?
•Reaccióndepolimerizacióndemoléculasorgánicas:implica
condensacióndedosomásmoléculasconliberaciónde
agua.
•Concentracióndemonómerosenlosmaressomeros?

16. En la célula como
ocurre?
En océanos?
➢Seunealasformasexactasdeaayazúcaresdeseres
vivos
➢arcillacontieneiones(cargaeléctrica)mantienen
monómerosunocercadelotro
➢FeyZncatalizadores,comoenzimas,promueven
formacióndeenlaces
➢e-dealtaenergíaparadesplazarH
2Odelosmonómeros
+
monómero -OH monómeroH-
H
2O
monómero monómero-
polímero
Polimerización: síntesis de deshidratación
enzimas
en superficies arcillosas
(polimerización espontánea)
protección de radiación
en grietas en rocas
ventiladerosdel océano
(ejem. Chimeneas de agua sulfurosa)energía

17. proteinoides
Por calentamiento de aminoácidos secos---polipéptidos en
arcillas (SidneyFox)
•Fox calentó mezclas secas de 16 a 18 aminoácidos en
160-180 ºC en una atmósfera de nitrógeno durante un
período de tiempo de varias horas.
•Notó que los aminoácidos se unieron entre sí por la
pérdida de moléculas de agua.
•Fox nombró a los productos resultantes de la síntesis
"proteinoides".

18. 1-monómerosorgánicoslleganenmeteoritos
2-monómerosorgánicosseformanenlaatmósferaycaen
enocéanosporaguadelluvia
3-apartirdegasesinorgánicosdeventiladerosen
profundidadesdeocéanosogrietasenlasrocas
Hipótesis actuales para la formación de
monómeros

19. Pasos parala evolución química de la vida
Gases inorgánicos
Monómeros orgánicos
Polímeros
Célula (formación de membrana)
•proteínas, lípidos, ac. nucleicos,carbohidratos complejos
•glucosa, nucleótidos, aa, ac grasos
•N
2, CH
4, H
2, H
2O, NH
3

20. Protobiontes: ensamblajes exp. Po. Orgánicos
Protocélulas?
ambiente quimicoext. e int. diferente
Microsfera
(proteinoides)
•proposmóticas
Coacervados ( 2 o más mol. Orgánicas)
•proposmóticas
•autoreplicación
•metabolismo simple
Liposomas (lípidos)
•(m.plasmáticasartificiales,
bicapalipidicas)
•proposmóticas
OPARIN, coacervado:
•Crecía
•Se duplicaba el mat. Gen.
•Se dividía
Sidney Fox disolución
de proteinoides en agua
hirviendo, se enfría y las
moléculas proteinoides
se fusionan para formar
microesferas

21. Microsferas-protocélulas?
•Agua+proteinoides
Gemación?

22. •¿Donde se originaron las primeras moléculas orgánicas?. Pudo
haber sido en el océano, en una laguna, en una fisura de roca,
entre capas de arcilla, cerca de fuentes termales o bajo el hielo de
los polos.
•¿Se trataba de un caldo primitivo?
•¿Por medio de qué fuentes de energía? Pudo haber sido
geotérmica, por la luz ultravioleta del Sol, por el calor del
vulcanismo, por las descargas eléctricas atmosféricas o por la
combinación de todas estas fuentes.
• ¿Cómo era la atmósfera primitiva? Pudo haber sido una
atmósfera muy reductora o menos reductora.
•¿Bajo qué forma los complejos plurimoleculares se
delimitaron en un compartimiento?
Las preguntas aún siguen en pie….

23. Requisitos para la formación de las
primeras células
•Reproducción molecular ¿Cómo se
originó el código genético?.
✓Todos los organismos compartimos el mismo código
genético----En fases tempranas …(ARN)
•Desarrollo del metabolismo
•Una estructura o membrana que
proporcione propiedades
osmóticas, separación del medio..

24. PRIMER CODIGO GENETICO? -Polímeros: moléculas
de ARN
•Se duplican
•Propiedades catalíticas, enzimas,? promoviendo síntesis prot y
su propia replicación
•código genético—hipótesis ARN primer código genético
La capacidad catalítica del RNA fue descubierta independientemente en los laboratorios de Thomas Cech
(Universidad de Colorado) y Sidney Altman (Universidad de Yale). Premio Nobel de Química en 1989
Intrones…

25. El metabolismo surgió de manera
escalonada en la evolución
Las enzimas necesarias para las vías metabólicas se adquirieron en
pasos sucesivos, pero en orden inverso al del metabolismo actual
A- B-X- Y-Z(producto final)
5º- 4º- 3º- 2º- 1º

26. De agregados moleculares simples, protobiontesa las
primeras células procariotas
Estromatolitos (cianobacterias)
Origen de la vida hace 3.500 millones de años---en rocas hay fósiles de
microorganismos
las primeras células fueron procariotas (incuestionable)

27. Protistos
tres Dominios. El termino "dominio" refiere a un nuevo taxón filogenético que
incluye tres líneas primarias: Archaea, Bacteria y Eucaria. En línea descendente
siguen seis Reinos: I-Moneras, II-Arqueobacterias III-Protistos, IV-Hongos, V-
Plantas y VI-Animales
last universal
celular ancestor
Procariotas1977
I Moneras II Arqueobacterias
Versión simplificada y modificada del Árbol filogenético Universal establecido por
Carl Woese y su discípulo Gary Olsen

28. Tamaños…..
Células

29. Procariotas
Multitud de hábitats tbextremos
Tamaño medio 1-10 mm frente a 10-100 mm en eucariotas
eubacteria
rRNAs parecidos euca
ausente
lípidos diferentes
•RNA polimerasa compleja similar a eucariotas
•algunos genes con intrones
Reino MONERAReino ARQUEOBACTERIAS
Biotecnología……
Ameba proteusque mide700/800 μmde
longitud,

30. From1965through1975,Brock
thermophilicmicroorganismsin
YellowstoneNationalPark,funded
byagrantfromtheNational
ScienceFoundation.Thermus
aquaticus.
BOTANICO BIOQUIMICO
Nobel Prize in Chemistry (1993)
Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a
thermostable DNA polymerase
RK Saiki, DH Gelfand, S Stoffel, SJ Scharf, R Higuchi, GT
Horn, KB Mullis, HA Erlich. 1988. Science. 239: 487-491.DOI:
10.1126/science.239.4839.487

31. De procariotas a eucariotas……..

32. Repaso…
Cadena transporte electrones fotosíntesis
Molécula reducida y reductora
(e- a partir del H
2O
Energía celular

33. Heterótrofos (procariotas anaerobios)
fotoautótrofos
fotoautótrofos capaces de
utilizar H
2O (PSII)
aerobios
fermentación
Hidrógeno del SH
2
para reducir CO
2
Cianobacterias ( hay fósiles)
O
2
2000 millones años
Aparición de la vida eucariota (1500-1700 millones de años)
No hay fósiles de las formas intermedias…
Respiración aerobia: más eficaces
competitivos.EstabilizaciónCO
2yO
2(ciclodelcarbono)
Permitió formación de
capa de ozono
anaerobios
3000-3500 millones años
sulfobacterias

34. millones

35. Origen de la vida eucariota
Invaginaciones de
membrana
teoria
endosimbiotica

36. Animal tunicado (endosimbiosis
con procariotas fotosintéticos)
protoclorofita, géneroProchloron
dentro de sus células.
Diplosoma virens
“esmeralda oriental”, es una babosa de mar (molusco). Utilizan
los cloroplastos del alga de la que se alimentan, conocido como
cleptoplastia: asimilación de plastos por parte de aquellos
organismos que no los poseen con el objetivo de aprovechar su
capacidad autótrofa. Es verde debido a la presencia de cloroplastos
de Vaucheria litorea (alga verde-amarilla (Xanthophyta)) en las
células del divertículo digestivo de la babosa..
Relaciones endosimbioticas
Elysia chlorotica
Líquenes (hongo+alga verde o cianobacteria)
Corales+alga fotosintéticas

37. https://www.youtube.com/watch?v=BFUlWL2n5LQ&ab_channel=NatureConnection
Costasiella kuroshimae (leaf-sheep)-molusco, simbiosis con algas
cleptoplastia

38. •¿Qué tipo de metabolismo relacionaba a los hospedadores y
los huéspedes de los antecesores de las células eucariontes
actuales?
• ¿Cuál es la secuencia de DNA del último antecesor celular
común a todos los organismos?
trabajos sobre el origen de la vida han proliferado
enormemente pero aún hay controversias que aún
permanecen sin dilucidar

39. Estructura/Proceso en Eucariotas en Procariotas
Membrana nuclear Presente Ausente
ADN Combinado con proteínas (histonas) Desnudo y circular
Cromosomas Múltiples Único
División celular Mitosis o Meiosis Fisión binaria
Ribosomas 80S (a 60S y 40S sus subunidades)
70S (a 50S y 30S sus
subunidades)
Pared celular
Presente en vegetales (celulosa) y hongos
(quitina)
Presente, constituida por
mureína
Nucléolos Presentes Ausentes
Retículo endoplásmicoPresente Ausente
Mitocondria Presentes (con ribosomas 70S) Ausentes Los procesos
bioquímicos equivalentes
tienen lugar en la
membrana plasmática.Cloroplasto
Presentes en células vegetales, algas
(con ribosomas 70S)

40. Protistos
Protistos
lastuniversal
celular ancestor
Procariotas1977
I Moneras II Arqueobacterias
Protistas

41. •La mayoría unicelulares, algunos coloniales y muy pocos multicelulares
•células muy complejas, orgánulos algunos con funciones de órganos en
un multicelular
1-Protozoos
•Predadores
•Parásitos
canal oral
Protistas
•Protozoos
•Algas
•Mohos

43. 1-Protozoos (amebas)
(granulada interna)
(cerca de la membrana, más acuosa)

44. ➢2-algas unicelulares (dinoflagelados, diatomeas, algas verdes)

45. Physarum
➢Mohos
Muchos son multicelulares al
menos en alguna etapa de su vida
digestión externa

46. EL ORIGEN DE LA VIDA
Origen precelular hipótesis
Monomeros-polímeros-probiontes
Cel . Procariotas iniciales
Evolución de las células hipótesis
Procariotas iniciales-Heterótrofos-fotoautótrofos-
fotoautótrofos (H
2O)-aerobios- eucariotas