¿Te has hecho preguntas como estas?
¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? ¿Cómo se originó la vida? ¿Cómo hemos surgido nosotros?
Estas preguntas han estado en la mente humana desde nuestro mismo origen. Las religiones, la filosofía y la ciencia han compartido estas inquietudes.
El origen de la vida Según la mayoría de las religiones, la vida tiene un origen sobrenatural en el que no intervienen reacciones físicoquímicas de ningún tipo, ya que todo lo que existe ha sido creado por uno o varios dioses.
Por su parte, los científicos han aportado a lo largo de la historia diferentes explicaciones acerca del origen de los seres vivos.
El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis
Platón y Aristóteles. Rafael
Los antiguos griegos argumentaban dos teorías: unos suponían que la vida había aparecido en la Tierra y había ido cambiando posteriormente; otros pensaban que se formaba constantemente en el planeta. Esta última idea constituyó el germen de la teoría de la generación espontánea, según la cual la vida puede surgir del lodo, del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, agua, fuego y tierra, o de cualquier sustancia inerte.
El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis
Aristóteles
La idea de la generación espontánea de los seres vivos, que ya enunció Aristóteles hace 2000 años, perduró durante mucho tiempo.
El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis Estas ideas que hoy día nos parecen tan extrañas o incluso cómicas, se basaban en observaciones como esta: si dejamos, por ejemplo, trozos de carne, al cabo de unos días “salen gusanos”. Esos gusanos aparecerían ahí solos, espontáneamente.
¿Qué explicación le das tú a la aparición de estos gusanos?
El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis En 1667, el médico Jan B. van Helmont propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones:
Reflexiona Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento:
Frasco abierto
Carne
Frasco tapado con una gasa
Carne
Frasco cerrado herméticamente
Carne
Aquí aparecen huevos de mosca Aparecen gusanos
No aparecen gusanos
¿Qué conclusión sacas de este experimento?
Reflexiona Como habrás podido deducir del resultado obtenido por Redi en su experimento, los gusanos sólo aparecen en la carne si entra en contacto con las moscas, que depositan en ella los huevos a partir de los cuales se desarrollan las larvas, que son los “gusanos”.
Lucilia caesar
Sarcophaga carnaria
Mosca (adulto) Calliphora vomitoria
Musca domestica Son varias las especies de moscas cuyas larvas pueden alimentarse de carne.
Larva de la mosca (“gusano”)
Con este sencillo experimento Redi demostró que la vida sólo puede surgir de vida preexistente.
Controversia entre generación espontánea y biogénesis A pesar del experimento de Redi, la controversia se prolongó aún otros doscientos años hasta que en el siglo XIX, Louis Pasteur realizó el experimento que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea.
El experimento de Pasteur 1864
El aire podía pasar a los recipientes, pero no así los microorganismos, que quedaban atrapados en el cuello. Si se corta el cuello el líquido se contamina con microorganismos. Se desechó para siempre la teoría de la generación espontánea.
Microbios
Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane
Haldane
Oparin
Los dos científicos enunciaron esta teoría simultáneamente. Esta teoría se basa en las condiciones físico-químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980)
John Burton S. Haldane (1892 - 1964)
Haldane
Pero… ¿habría alguna manera de comprobarlo?
Miller
Oparin
En estas condiciones, aparecieron en un mar - que era una “sopa primitiva ” - las primeras moléculas orgánicas que lograban autoreplicarse. Posteriormente, estas moléculas se rodearon de unas envolturas y originaron los organismos más primitivos, los protobiontes. Cuando estos evolucionaron dieron lugar a los eubiontes, que ya eran células con vida.
Teoría del origen físicoquímico de la vida: Experimento de Miller Haldane
En 1953, Miller confirmó la teoría de Oparin-Haldane simulando en el laboratorio las condiciones de la Tierra primitiva. Obtuvo compuestos orgánicos a partir de otros inorgánicos.
Miller
Oparin
Teoría del origen físicoquímico de la vida: Experimento de Miller Haldane
Hasta entonces se pensaba que sólo un ser vivo podía fabricar materia orgánica (aminoácidos, ácidos grasos…)
Miller
Oparin
Teoría del origen físicoquímico de la vida: Experimento de Miller Haldane
Este experimento probaba que las condiciones existentes en el planeta hace unos 3500 millones de años fueron tales que pudieron formarse espontáneamente moléculas orgánicas.
Miller
Oparin
Teoría del origen físicoquímico de la vida: Experimento de Miller Haldane
Hasta ahora, nadie ha logrado crear una célula con vida, pero este experimento ha sido crucial para entender mejor cómo pudo haber ocurrido.
Miller
Oparin
COACERVADOS
La teoría celular
La célula: • Es la unidad estructural de los seres vivos (todos formados por células)
• Es la unidad funcional (realiza todos los procesos que le permiten vivir)
• Es la unidad de reproducción (procede de otra ya existente)
• Es la unidad genética (contienen el material hereditario que pasa de células madres a hijas)
Tipos de organización celular
Célula procariota
Célula eucariota
Tipos de organización celular
Célula procariota
•Sin núcleo. núcleo Material genético distribuido en el citoplasma. ADN formado por una sola molécula circular (nucleoIde). •Pared celular. Envoltura celular polisacáridos y proteínas.
rígida
Pared celular Cromosoma bacteriano
Fimbrias
Ribosomas
de
•Membrana plasmática. plasmática Bajo la anterior. Regula la entrada y salida de sustancias. A veces se pliega (mesosomas, en procesos metabólicos). •Ribosomas. Ribosomas Para la fabricación de proteínas. •Flagelos. Flagelos Prolongaciones para desplazarse. •Fimbrias. Fimbrias Estructuras cortas para fijarse.
Membrana plasmática Flagelos
•Membrana plasmática. plasmática La aísla y regula el intercambio.
Tipos de organización celular Núcleo
•Núcleo. Núcleo Material genético rodeado de la envoltura nuclear. •Citoplasma. Citoplasma Medio acuoso del interior celular con fibras del citoesqueleto y orgánulos. •Orgánulos: Orgánulos
Membrana plasmática
Sin membrana: Ribosomas Centriolos Citoesqueleto (microtúbulos y microfilamentos) Con doble membrana: Núcleo Mitocondrias Cloroplastos Con una sola membrana:
Centrosoma Citoplasma
Orgánulos celulares
Lisosomas y peroxisomas Vacuolas Retículo endoplasmático Aparato de Golgi
Tipos de organización celular
Membrana plasmática
Membrana plasmática
Núcleo
Pared celular
Cloroplastos
Vacuolas Centríolos Citoplasma
Orgánulos celulares
Célula animal
Célula vegetal
GLUCOPROTEÍNA
SUBUNIDAD MENOR
PROTEINA
SUBUNIDAD MAYOR
COLESTEROL
FOSFOLÍPIDO
ACTINA
QUERATINA
ontenidos11 - Proyecto Biosfera
ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES
En los organismos unicelulares todas las funciones vitales son desarrolladas por una única célula. Son unicelulares todos los procariotas, algunos protoctistas y algunos hongos.
Los organismos pluricelulares están formados por un conjunto de células originadas por proliferación de una primera célula, el cigoto. Aunque todas las células descendientes poseen la misma información genética, el proceso de diferenciación celular da origen a distintos tipos de células.
COLONIA
1. Especialización y diferenciación celular ÓVULO FECUNDADO O CIGOTO Igual información genética
Células nerviosas
Tejido nervioso
Células epiteliales
Tejido epitelial
Células musculares
Tejido muscular
Igual información genética, pero funciona una parte diferente
2. Funcionamiento coordinado
Tejidos, órganos y sistemas Célula muscular Célula muscular Célula muscular
Tejido nervioso Tejido muscular
+
Tejido conjuntivo Tejido epitelial
Corazón
3. Diferenciaci贸n de un medio interno
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS ANIMALES Nivel de tejidos-órganos Nivel celular
Nivel de órganos-sistemas
MICROORGANISMOS
ACELULARES
VIRUS: ácidos nucléicos y proteínas PLÁSMIDOS: moléculas de DNA VIROIDES: moléculas de RNA PRIONES: proteínas infecciosas
CELULARES
PROCARIOTAS
bacterias, algas cianofíceas
EUCARIOTAS
protozoos, hongos y algas microscópicas.
Son moléculas de ADN extracromosómico circular o lineal que se replican y transcriben independientes del ADN cromosómico. Están presentes normalmente en bacterias, y en algunas ocasiones en organismos eucariotas como las levaduras. En general, no contienen información esencial, sino que confieren ventajas al hospedador en condiciones de crecimiento determinadas. El ejemplo más común es el de los plásmidos que contienen genes de resistencia a un determinado antibiótico, de manera que el plásmido únicamente supondrá una ventaja en presencia de ese antibiótico. Los plásmidos se utilizan como vectores de clonación en ingeniería genética por su capacidad de reproducirse de manera independiente del ADN cromosómico así como también porque es relativamente fácil manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas.
1. Seres vivos acelulares: sin orgánulos, sin membranas celulares etc 2. Muy pequeño tamaño 30-300 milimicras, debe de recurrirse al m.e. para visualizarlos. 3. Parásitos obligados de células, las cuales necesitan para reproducirse. 4. Carecen de metabolismo propio, capacidad de relación o de nutrición. Sólo capacidad de reproducción. 5. Descubiertos su existencia y su carácter infectivo a finales del XIX (Pasteur, 1884) aunque hasta 1942 no se visualizaron mediante el m.e. 6. Cada clase de virus se caracteriza por el tipo de ácido nucleico ADN o ARN que posee para codificar proteínas, algunas enzimáticas, mientras que otras son estructurales para formar la estructura del virus.
Estructura
•
Básicamente son moléculas de ácido nucleico envueltas por una cubierta proteica.
ESTRUCTURA DE LOS VIRUS. ACIDOS NUCLEICOS Cortos, pueden ser ADN o de ARN, lineal o circular, monocatenárico o bicatenárico. -Los que contienen ARN se llaman retrovirus y tienen la capacidad de pasar su ARN a ADN
CÁPSIDA Estructura formada por unidades protéicas llamadas capsómeros que rodean al DNA o RNA. -Pueden ser helicoidales, icosaédricas y complejas (con cabeza, cola y sistema de anclaje como ocurre en los bacteriófagos).
ENVOLTURA (en algunos) Bicapa lipídica a veces con alguna proteína, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar) presente sólo en virus animales
Cápsida • Cubierta protéica que envuelve al genoma. • Formada por capsómeros.
Icosaédrica
Compleja
Cápsidas
Helicoidal
VIRUS DE LA GRIPE
VIRUS DEL SIDA
VIRUS DEL SIDA (VIH)
VIRUS DEL SIDA INFECTANDO UN LINFOCITO T-HELPER
BACTERIÓFAGO T-4
BACTERIÓFAGO T-4
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS VIRUS Tipo I
GENOMA
ADN bicatenario
REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN Transcripción ARNm
ADN Síntesis
Tipo II
Tipo III
Tipo IV
Tipo V
Tipo VI
ADN monocatenario ARN bicatenario
ADN
Transcripción ADN Transcripción
ARN
ARNm
ARNm Uso directo
ARN monocatenario ( + ) ARN monocatenario ( - ) ARN monocatenario ( + )
ARN (+)
ARNm Transcripción
ARN (-) ARNm Transcripción inversa Transcripción ARN (+)
ADN (±)
ARNm
EJEMPLOS
Bacteriófago T4, poxvirus, herpesvirus Bacteriófago ΦX174 y M13 Reovirus, picornavirus Bacteriófago MS2, polivirus Virus de la rabia Retrovirus
• Ciclo lisogénico: El genoma viral se integra con el de la célula huésped.
Ciclo lítico: El genoma viral se expresa, y muere la célula huésped.
Origen de los virus • Origen moderno: Se les suele considerar como células en regresión, perdieron muchos de sus componentes por no necesitarlos, ya que disponen de ellos en las células parasitadas. • Origen arcaico: Otros autores los consideran precélulas, reliquias evolutivas de antecesores que no evolucionaron.
Los viroides son los agentes infecciosos de menor complejidad genética y estructural conocidos y representan una forma extrema de parasitismo. Están constituidos exclusivamente por moléculas de ARN de cadena simple Se replican de forma autónoma, utilizando el sistema de transcripción de la célula infectada.
• Son partículas proteínicas infecciosas (PPr).
PRIONES
• Las enfermedades que producen suelen ser mortales. • Poseen afinidad por las proteínas hidrófilas de las membranas celulares. • Tienen capacidad para producir nuevos priones, especialmente en células nerviosas. • Según la hipótesis de la proteína sola la proteína infecciosa provoca un cambio conformacional en la proteína normal, transformándola en infecciosa. Estructura normal de la proteína del prión (PrPc)
Forma infecciosa de la proteína del prión (PrPsc)
enfermedad de las vacas locas, o encefalopatĂa espongiforme bovina (EEB)