Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia

Presentación del tema: "Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia"— Transcripción de la presentación:

1 Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA UNIDAD DE APRENDIZAJE: Biología celular UNIDAD DE COMPETENCIA I: Origen de la vida y estructura celular Tema: Origen de la vida Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia Por Dr. CESAR ORTEGA SANTANA Octubre de 2015

2 ORIGEN DE LA VIDA A lo largo de la existencia humana se han propuestos varias teorías sobre el origen de la vida en la tierra

3 Teoría del Creacionismo
Conjunto de creencias inspiradas en doctrinas religiosas (independientemente de la religión que se profece). Sostiene que el universo y la vida misma fueron creadas por un ser supremo. Esta teoría es de carácter anti-evolucionista

4 Teoría de Abiogénesis o Generación espontánea
Sostiene que la vida puede surgir en cualquier lugar y en cualquier momento. Que los organismos complejos se generaban de materia orgánica en descomposición. Teoría sostenida por Aristóteles; descartada por Redi y Pasteur

5 Generación espontánea
En 1648, el químico y naturalista Jan Baptista van Helmont, afirmó en su obra “Ortus medicinae”: Los piojos, garrapatas, pulgas y gusanos surgen de nuestras vísceras y excrementos. Si juntamos con trigo la ropa que usamos bajo nuestro atuendo cargada de sudor en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días cambian los efluvios penetrando a través de los salvados del trigo, y transmutando éstos por ratones. Tales se pueden ver de ambos sexos y cruzar con otros que hayan surgido del modo habitual...

6 Teoría de Biogénesis . La vida surge a partir de la Vida
Francesco Redi ( ): Probó que las moscas no se generan solas en carne en descomposición cuando se evita el contacto con moscas que depositen sus huevos. En su experimento, depositó carne de serpiente en recipiente abierto y días después aparecieron gusanos blancos en la carne. Pasado un tiempo se transformaron en moscas. Francesco Redi refutó la hipótesis de los gusanos a partir de la carne (1668).

7 Repetición del experimento: Frascos fueron cubiertos con gasa para evitar entrada de moscas y pasado unos días no aparecieron gusanos; sí aparecieron huevos de insectos sobre la gasa. Al quitar la cubierta protectora … aparecían larvas. Pese a estos hechos, la teoría de la generación espontanea continuo en la creencia de la población hasta casi 200 años después.

8 Luis Pasteur (1822-1895) Y la esencia vital?
Dos siglos después del experimento de Redi, Pasteur demostró claramente que no había ninguna posibilidad de Generación espontánea; el caldo no se transforma en microorganismos. Utilizó un matraz de cuello de cisne y en el interior colocó un caldo de cultivo previamente esterilizado y permaneció estéril durante un tiempo. Cuando se eliminaba el cuello de cisne, en el caldo proliferaban microbios al cabo de 48 horas. Conclusión: el cuello de cisne impedía que cayeran los microbios ambientales al interior de los matraces. Y la esencia vital?

9 RESEÑA DE HISTORICA DE LA TEORÍA CELULAR
Robert Hooke Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho a microscopio Observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Postuló el nombre de célula para referirse a los compartimentos que observó en un trozo de corcho que observaba con ayuda del microscopio

10 RESEÑA DE HISTORICA DE LA TEORÍA CELULAR
Anton Van Leeuwenhoek A mediados del siglo XVII, Anton Van Leeuwenhoek (24/10/ /08/1723), construye un microscopio simple que le permitian distancias focales de aproximadamente 275 aumentos. Describió por primera vez protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos. Leeuwenhoek, es considerado el fundador de la bacteriología. Durante su vida no reveló sus métodos secretos y a su muerte, en 1723, 26 de sus aparatos fueron cedidos a la Royal Society de Londrés. Retrato de Anton Van Leeuwenhoek Replica de microscópio de Leeuwenhoek

11 Alga Spirogyra sp. Primera célula viva observada: animaliculos - "little animals“ (1674)
Pudo observar cómo algunos de estos organismos pequeños se dividian bajo su microscópio.

12 Teoria celular 1838 – Matthias Schleiden establece que: todas las plantas están hechas de células. 1839 – Theodor Schwann: todos los animales están formados por células Surge la teoria general: Teoría celular “the basic unit structure and function of all living organisms is the cell” UNSWFYBIO/2008JK

13 1855 – Teoria de Rudolph Virchow: “all cells arise from pre-existing cells by cell division”
UNSWFYBIO/2008JK

14 Teoría celular: postulados
Todas las cosas vivas están compuestas de células. Las células son las unidades básicas de la estructura y función de las cosas vivas. Todas las células se producen de otras células.

15 Teoría de la Panspermia - origen extraterrestre .
La vida surgió en la Tierra por la “acción” de otro planeta, desde donde llegaron bacterias o esporas resistentes, capaces de viajar por el espacio (o por otros medios?). Arrhenius ( )

16 Teoría de la panspermia
Esta Teoría se fundamentó al analizar un meteorito que cayó en Australia, Murchinson, en 1969, contenía grandes cantidades de materia biológica equivalentes a las que encontró Miller posteriormente. Teoría de la panspermia Se fundamentó al analizar el meteorito de Murchinson, Australia en 1969, que contenía grandes cantidades de materia biológica equivalentes a las que posteriormente obtuvo Miller en su famoso experimento (ver más adelante). A. Hoyle propone que los compuestos químicos tenían origen extraterrestre por que la Tierra habría estado sometida desde su formación a un continuo bombardeo de materia cósmica.

17 Probablemente, el meteorito se habría formado en Marte hace 4
Probablemente, el meteorito se habría formado en Marte hace millones de años y habría estado a la deriva en el espacio por 16 millones de años. La gravedad terrestre lo capturó El planeta Marte y la Tierra eran bastante similares hace años atrás. En Marte habría existido H2O líquida en forma de lagos y ríos. Esquematización de meteorito cayendo Fragmento de meteorito de Murchison, Victoria Australia. Caido en 1969, en el Museo de Historia Natual de Washington.

18 Una atmósfera y clima primitivos gobernaron la evolución prebiótica
En su formación, hace 4500 millones de años, la tierra era muy caliente, muchos meteoritos se estrellaban contra ella generando calor. Al desintegrarse los átomos desprendían más calor; la roca de la tierra se fundió y los elementos más pesados como hierro y el níquel se hundieron hacia el centro del planeta. Poco a poco la tierra se enfrío y los elementos se combinaron formando diferentes compuestos.

19 La atmósfera y clima primitivos gobernaron la evolución prebiótica
Casi todo el oxígeno se combinó con hidrógeno para formar agua, con carbono para formar bióxido de carbono, o con elementos más pesados para formar minerales. Luego de millones de años, la tierra se enfrió lo suficiente para permitir la existencia de agua líquida. En la superficie, el agua disolvió muchos minerales y formó un océano salado. Los rayos de las tormentas, el calor de volcanes y la intensa luz ultravioleta procedente del sol derramaban energía a los mares.

20 PRACTICAMENTE NO HABÍA OXÍGENO LIBRE
La atmósfera y clima primitivos gobernaron la evolución prebiótica En base a la composición química de las rocas de esa época, se cree que la atmósfera primitiva contenía: Bióxido de carbono Metano Amoniaco Hidrógeno Nitrógeno Ácido clorhídrico Sulfuro de hidrógeno Vapor de agua PRACTICAMENTE NO HABÍA OXÍGENO LIBRE

21 Origen de las moléculas Biológicas
En 1920, el bioquímico ruso, Oparín y el genetista inglés Haldane sugieren que a pesar de que la atmósfera primitiva de la Tierra era reductora y pobre en O2 y rica en H, los compuestos orgánicos formados en esa atmósfera eran similares a los que utilizan los seres vivos modernos. Concluyen que la vida pudo haber surgido de la materia no viviente, mediante reacciones químicas simples lo que llamaron Evolución Química o Evolución Prebiótica (antes de la vida)

22 EVOLUCIÓN QUÍMICA DE LA VIDA Hipótesis de Oparin
Sostiene que: A partir de moléculas inorgánicas: metano, amoniaco, dióxido de carbono, vapor de agua y sulfuro de hidrógeno sometidos a fuertes descargas eléctricas (presentes en la atmosfera primitiva). Se Obtienen: Moléculas Orgánicas Que: Formaran vida

23 Aparecieron moléculas orgánicas al cabo de unos días
Basado en la teoría de Oparin, en 1953 Stanley Miller realizo su famoso experimento. En un instrumento de vidrio (matraz de 5 litros) mezcló: metano –amoniaco y gases de H; se generaba una chispa eléctrica, mientras que en un matraz más pequeño se hervía agua para proporcionar vapor a la chispa para hacer circular los gases . Aparecieron moléculas orgánicas al cabo de unos días Los compuestos que se formaron por la acción de las descargas eléctricas se condensaban o bien recirculaban, si eran volátiles .

24 Tras una semana de descargas eléctricas continuas, los productos acumulados en la fase acuosa fueron analizados y correspondían principalmente: Glicina 2,1% 1,9% Ácido glicolico Alanina 1,7% 1,6% Ácido Láctico 4% Ácido fórmico Urea y otros 0,034%

25 Los compuestos obtenidos, resultaron ser relativamente sencillos: aminoácidos y sustancias como la urea que se encuentran en los seres vivos . No se obtuvo ningún elemento orgánico complejo o ser vivo. Sin embargo, el experimento es importante por que permitió formar compuestos esenciales para la vida N H2 NH3(amoníaco) N H2O CH4 C2H2 Acetileno

26 En condiciones prebióticas se pueden sintetizar las bases purinas y la pirimidinas: compuestos esenciales de los ácidos nucleícos . Bases de purina: Adenina y Guanina Bases de pirimidina: Citosina, Uracilo, Timina

27 Otras moléculas orgánicas que se pueden sintetizar con facilidad son los azúcares ribosa y desoxiribosa, que son componentes del RNA y DNA, respectivamente.

28 Investigaciones astronómicas y exploraciones de vehículos espaciales no tripulados indican que al parecer la Tierra es el único planeta del Sistema Solar que sustenta vida.

29 No esta cerca ni lejos del Sol.
La Tierra presenta condiciones ideales para la vida. No esta cerca ni lejos del Sol. Las reacciones químicas requieren H2O líquida y temperaturas moderadas. El tamaño y la masa de la Tierra permite mantener una atracción gravitacional para poseer una atmósfera protectora. La atmósfera bloquea las radiaciones más energéticas del Sol pero deja pasar la luz visible que permite la fotosintesis y otros procesos importantes para la vida en la tierra.

30 ¿El RNA es la primera molécula autorreproductora?
En la década de 1980, Thomas Cech de la Universidad de Colorado y Sidney Altman de la Universidad de Yale descubrieron que ciertas moléculas pequeñas de ARN, llamadas ribozimas, actúan como enzimas que catalizan reacciones celulares, entre ellas, la síntesis de más moléculas de ARN. Parece inevitable que, en cientos de millones de años los nucleótidos de ARN hayan formado cadenas cortas de ARN, algunas de las cuales se convertirían en ribozimas, que evolucionaron en rapidez y exactitud de replicación. La transición al moderno mecanismo de “ADN---ARN---Proteína” debió haber requerido una serie compleja de etapas intermedias.

31 Las protocélulas pudieron haber consistido en ribozimas encerradas en microesferas
Se ha demostrado que al agitar agua que contenga proteínas y lípidos a modo de simular las olas que golpeaban contra las antiguas costas, se forman estructuras huecas llamadas microesferas. Las microesferas se asemejan a las células vivas: Tienen una membrana similar a la membrana celular. Absorben material de la solución. Crecen. Se dividen.

32 Protocélula Si una microesfera hubiera encerrado ribozimas, se habría formado algo parecido a una célula viva, a la que se llamaría protocélula. Dentro se habrían producido proteínas, y por difusión habrían entrado nucleótidos y aminoácidos necesarios para sintetizar nuevos ARN y proteínas. Cuando la microesfera creció lo suficiente, pudo haberse dividido, dando casi fin al camino hacia la evolución de las primeras células.

33 ¿Dónde ocurrió esto? Se discrepa en si la vida surgió en:
Aguas estancadas. El mar. Películas de humedad sobre la superficie de trozos de arcilla o de pirita de hierro. Respiraderos muy calientes de las profundidades marinas. El espacio y luego llegó a la tierra.

34 ¿Entonces?, si el tiempo!!! Aunque la evolución creara solo moléculas simples, y los catalizadores no fueran muy eficientes, y las primeras membranas carecieran de refinamiento, Las grandes extensiones de tiempo y espacio disponibles habrían aumentado la probabilidad de que se completase cada una de las pequeñas etapas del camino que probablemente han llevado del caldo primitivo a la célula viva.

35 Bibliografía Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts and Walter, Molecular Biology of the Cell, 4ª Edición, Routledge, marzo de 2002, ISBN Gilbert, Walter (Feb de 1986). «The RNA World». Nature 319: 618. CRICK, F.: "Life, Its Origin and Nature". Simon and Schuster,  1981. ISBN Martin, William; Russel, Michael J. (2003). «On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells». Phil. Trans. R. Soc. B 358 (1429): 59–85.doi: /rstb Audesirk, Audesirk and Biers. Biología: La vida en la Tierra, con fisiología. 9ª ed. Pearson. México, 2013. Documental Como comenzó la vida. Emitido History Channel. 2012