Naturaleza básica de la Vida Características diferenciales de los seres vivos Unidad química Agua y sales minerales Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Origen de la vida

1: Características diferenciales de los seres vivos

2. Unidad química de los seres vivos Unidad de composición y estructura Relación con la composición terrestre (solo unos pocos elementos están en los seres vivos)

2. Unidad química de los seres vivos Bioelementos:      * Macroelementos o elementos plásticos: Su función suele ser estructural, energética, etc. Bioelementos principales O, C, H, N Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl * Microelementos u oligoelementos: Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo, Sn Función catalítica (elementos traza)

2. Unidad química de los seres vivos

3. Agua y sales minerales Componente mayoritario Variaciones según especie, tejido y actividad biológica Estructura molecular: Dipolo permanente Puentes de H.

3. Agua y sales minerales

3. Agua y sales minerales Precipitadas (sólidas) SALES MINERALES Disueltas en forma de iones de Na, K, Mg, Ca, S, C, N, etc. Intervienen en reacciones químicas, regulan el pH, etc. Precipitadas (sólidas) carbonatos y fosfatos de calcio, sílice, etc Con función esquelética y protectora

4. Los Glúcidos Monosacáridos Disacáridos Polisacáridos GLÚCIDOS (Hidratos de Carbono) Cn(H2O)n Monosacáridos Glucosa, fructosa, etc. Función energética Disacáridos Sacarosa, maltosa, etc. Función energética Polisacáridos Energéticos: almidón, glucógeno Estructurales: celulosa, quitina

4. Los Glúcidos

5. Los lípidos Grasas Fosfolípidos Isoprenoides - Esteroides LÍPIDOS C, H y O (algunas con S, P) Insolubles en agua, poco densos, solubles en disolventes orgánicos. Grasas Glicerina + 3 ácidos grasos Función energética Fosfolípidos Bipolares, forman bicapas Función estructural (membranas) Isoprenoides - Esteroides Vitamina A, colesterol, hormonas

5. Los lípidos

6. Las proteínas PROTEÍNAS C, H, O y N (S) Son cadenas de aminoácidos Hay 20 tipos de aminoácidos Se unen entre sí por enlace peptídico Cada proteína tiene una secuencia específica Estructura tridimensional: 1ª, 2ª y 3ª (y cuaternaria) Desnaturalización: pérdida de la estructura terciaria

6. Las proteínas Proteínas ESTRUCTURALES. Suelen ser fibrilares: queratina, fibroína, etc. Proteínas DE RESERVA. No energéticas. Por ejemplo las albúminas Proteínas ACTIVAS. Son las “herramientas” celulares Enzimas. Se unen a un sustrato y catalizan su transformación. Transportadoras. hemoglobina. Reguladoras. Se unen a un ligando y activan algún proceso (receptores). Contráctiles. Actina y miosina. En células musculares Inmunes. Anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig). Se unen al antígeno y lo inactivan

7. Los ácidos nucleicos ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN C, H, O N y P Son cadenas de nucleótidos Un nucleótido está formado por tres componentes: Un azúcar (ribosa o desoxirribosa) Ácido fosfórico Una base nitrogenada: A, G, C, T, U. O N C P FOSFATO BASE NITROGENADA AZUCAR

7. Los ácidos nucleicos Los nucleótidos se unen formando cadenas, con enlace fosfodiéster 5´-3´ En la cadena alternan Pentosa y Fosfato, con las bases hacia el lado. Pueden ser polirribonucleótidos (ARN) o polidesoxirribonucleótidos (ADN)

7. Los ácidos nucleicos DEL ADN

7. Los ácidos nucleicos: FUNCIONES El ADN es el portador de la información genética Debe pasar de una generación a otra  REPLICACIÓN Debe expresar el mensaje que contiene, en forma de proteínas: TRANSCRIPCIÓN o copia del mensaje en forma de ARNm TRADUCCIÓN o síntesis de la proteína especificada en el ARNm. ARN ribosómico ARN transferente ARN mensajero Lleva la información de los genes hasta los ribosomas. Transporta aminoácidos hasta los ribosomas para formar proteínas. Forma los ribosomas junto con ciertas proteínas.

7. Los ácidos nucleicos Aminoácidos ADN Ribosomas Transcripción Proteína ARN mensajero

A. El problema del origen de la vida ¿Cómo empezó la vida?  planteamiento científico El salto entre la materia viva y la inerte es demasiado grande Se barajan dos hipótesis de partida: La vida apareció en la Tierra a partir de compuestos inorgánicos Llegó a la Tierra procedente del espacio (“panspermia”) B. Origen de los compuestos orgánicos Hipótesis de Oparin: La atmósfera de la Tierra primitiva estaba compuesta por metano, amoniaco, hidrógeno y vapor de agua y no tenía oxígeno. Los gases de la atmósfera reaccionaron entre sí gracias a la energía de las tormentas y de los rayos UV del Sol y originaron moléculas orgánicas. Los compuestos orgánicos se almacenaron en el agua de los mares, constituyendo lo que llamó la “sopa primitiva”.

B. Origen de los compuestos orgánicos 8. Origen de la vida B. Origen de los compuestos orgánicos Experimento de Miller: Esta teoría de Oparín recibió un fuerte apoyo gracias al experimento de Miller. 1 Introdujo en un recipiente de vidrio los gases, que según Oparín, formaban la atmósfera primitiva. 3 Al cabo de una semana analizó el agua y comprobó que se habían formado compuestos orgánicos. 2 Los sometió a descargas eléctricas mientras hacía hervir el agua que forzaba los gases a circular.

B. Origen de los compuestos orgánicos 8. Origen de la vida B. Origen de los compuestos orgánicos Conclusiones De este modo aparecieron moléculas sencillas: azúcares, bases nitrogenadas, aminoácidos, etc. El problema es que se requiere un ambiente muy reductor, y posiblemente la atmósfera primitiva no lo fuera (aunque careciera de oxígeno) Había que buscar otros posibles escenarios: Erupciones volcánicas submarinas. Con altas temperaturas y presiones, y con gases reductores Fuera del planeta (Hoy día se sabe que la materia orgánica es relativamente frecuente en el universo)

C. Origen de las macromoléculas 8. Origen de la vida C. Origen de las macromoléculas La polimerización de móléculas sencillas lleva a la formación de macromoléculas: polisacáridos, proteínas, etc. El problema es que ese proceso no ocurre espontáneamente: En las células necesita de complicados sistemas de enzimas, y de la aportación continua de energía. Posiblemente algunos minerales que forman cristales (como las arcillas) ayudaran en el proceso De todos modos, algunas uniones son más estables, y una vez formadas, pueden mantenerse y acumularse.

D. Origen de las primeras células 8. Origen de la vida D. Origen de las primeras células Es el paso más difícil de explicar: una célula es algo más que un montón de macromoléculas. Sin embargo, debió suceder algo parecido a esto: Las moléculas lipídicas forman espontáneamente capas y bicapas. Diversas combinaciones de macromoléculas quedaron en el interior de esas primeras “membranas biológicas”. Algunas de estas “protocélulas” eran más estables que otras. En alguna de ellas apareció el primer sistema de copia: la protocélula se dividía e incorporaba nuevas moléculas. El perfeccionamiento de este proceso originó las primeras células verdaderas, capaces de reproducirse de verdad. Parece difícil ¿verdad? Es cierto, pero contamos con un buen aliado: TIEMPO. Con tiempo suficiente lo problable se vuelve seguro, lo posible se vuelve problable, y lo imposible se vuelve….

Todo esto debió ocurrir hace al menos 3.800 m.a. 8. Origen de la vida D. Origen de las primeras células Todo esto debió ocurrir hace al menos 3.800 m.a. Con esa edad ya se han descubierto huellas fósiles de bacterias, en Groenlandia y Australia. Las primeras células eran procariotas, bacterias que posiblemente se alimentaban fermentando la sopa primitiva. Cuando la sopa se agotaba apareció la fotosíntesis, y empezó a acumularse el oxígeno en la atmósfera. Mucho después aparecieron los primeros eucariotas, hace unos 1.800 m.a. Los primeros pluricelulares aparecen hace 700 m.a. Y a partir de ahí, todos los demás…

8. Origen de la vida