origen de la vida en la tierra
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CLASE 1.Origen del Universo y la vida en
la Tierra.
¿Que es la Biología?
El estudio de los seres vivos y sus propiedades
¿Que caracteristicas definen a un ser vivo?
¿Qué características definen a un ser vivo?
-Alto grado de complejidad química y organización microscópica.
-Funciones establecidas y reguladas para sus componentes e interacciones.
-Capacidad precisa de autorreplicación y auto-ensamble: Reproducción
-Mecanismos para censar y responder a su ambiente: Irritabilidad
¿Qué características definen a un ser vivo?
-Historia de cambio evolutivo: Ancestro común.
¿Qué características definen a un ser vivo?
-Diversas formas de uso de la energía desde el ambiente.
¿Qué características definen a un ser vivo?
¿Que es la Biología?
El estudio de los seres vivos y sus propiedades
Un ser vivo es aquel organismo capaz de capturar energía del ambiente, usar esta energía para
mantenerse, perpetuarse en el tiempo y evolucionar.
¿Que es la Biología?Distintos niveles de estudio de los seres vivos y sus propiedades
Nivel Pluricelular-Fisiología-Anatomía-Histología
A Nivel Celular y Molecular-Biología Molecular-Biología Celular-Genética molecular-Bioquímica
Niveles de Organización de la materia Viva
¿Cómo se origina el universo, la tierra y la vida?
La biología estudia todos los niveles en que la vida se organiza, desde la célula hasta la biosfera.
The big bang theory!Origen del Universo: 15 mil millones de años atrás. 15.000.000.000!!!
-Surge de la observación de que las Galaxias a nuestro alrededor se están expandiendo, por lo tanto, en algún momento toda la materia debió estar condensada en un punto infinitamente denso y pequeño en el espacio. (Edwin Hubble, 1929)
-Se originan en fracciones de segundo las partículas sub-atómicas que darán origen al primer átomo: Hidrógeno
¿Cómo se origina el Universo?
Usted está aquí!!!
-Hace ya 10 mil millones de años atrás se forma la vía láctea, nuestra galaxia.
-Nuestro sistema solar se forma 4,6 millones de años atrás.
-Nuestro planeta está en la distancia justa al sol para que en él se generen temperaturas optimas para la vida.
¿Cómo se origina el Universo?
¿Cómo se origina la Tierra?-El planeta Tierra se comienza a formar en paralelo al sistema solar, a través de la colisión de cuerpos densos pequeños en una gran masa caliente de materia.
- 100 millones de años despues, la tierra se enfría y se comienza a condensar el vapor de agua….
Atmósfera Reductora.
Abundante: Hidrogeno, Amonio, Metano, Vapor de agua Gases inertes, CO2
N2Oxigeno en trazas.
Altas Temperaturas, sin capa de ozono, constante entrada de radiación solar.
El agua es una molécula relevante para el surgimiento de la vida en la tierra.
Las propiedades quimicas del agua hacen de ella una solucion estable en la cual la vida puede evolucionar.
-Alta temperatura de congelamiento
-Alta temperatura de ebullición
-Se requiere mucha energía para vaporizar 1gr de agua líquida.
Funciones del Agua en los sistemas vivos.
• El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos.
• El agua actúa como disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente esas sustancias.
• La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar el material de desperdicio.
• El agua desempeña también un papel importante en la descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos.
Puentes de Hidrogeno: Estabilizadores de interacciones biológicas
Cuando una región de carga parcial positiva de una molécula de agua se aproxima a una región de carga
parcial negativa de otra molécula de agua, la fuerza de atracción forma entre ellas un enlace que se conoce
como puente de hidrógeno.
Esta interacción mantiene unidas las cadenas de ADN o dos péptidos.
El enlace químico permite la formación de moléculas
Figure 2-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
El carbono como “esqueleto” de la vida
El átomo de carbono puede formar enlaces simples y dobles con otros atomos y entre dos C, pueden formarse enlaces simples, dobles y triples: Gran versatilidad de configuraciones
Los enlaces químicos de carbono y otros elementos: Grupos funcionales.
De todos los átomos conocidos, los seres vivos utilizan sólo una pequeña fracción.
CHONPS K Na Ca Cl : son atomos elementales y mayoritarios.
Mg, Mo, Fe y otros son elementos traza o elementos minoritarios.
Elementos químicos utilizados por los seres vivos.
Una vez que se originó la tierra, como partió la vida?
????
1.- Evolución química, formación de los monómeros
de la vida.
¿Cómo aproximarse al estudio del origen de
las primeras moléculas de la vida?
Método Cientifico.
Teoria Cientifica.
Analisis y conclusiones
ExperimentaciónHipotesis o posible respuesta.
Plantamiento de una pregunta
Observación del Fenómeno
Origen de la vida: Experimentos de Oparin, Miller y Urey.
Azúcares
11 de los 20 Aminoácidos
Purinas y Pirimidinas
Lípidos pequeños
Las 4 Moléculas de la VidaTODOS los seres vivos están construidos en base a 4 simples moléculas carbonatadas.
Estas moléculas se pueden unir entre ellas para formar
polímeros.
Algunos tienen la capacidad de catalizar (facilitar) la formación de nuevos
polímeros similares al original
Las 4 Moléculas de la Vida
REPRODUCCIÓN
**
Los polinucleótidos (polímeros de ácidos nucléicos) son capaces de dirigir su propia síntesis.
La capacidad de los polinucleótidos de dirigir su propia sintesis se basa en la complementaridad entre ellos.
La interacción entre dos nucleotidos complementarios se estabiliza por puente de hidrógeno.
Esto permite establecer un sistema de “reproducción” primitiva de las moléculas
para almacenar información.
Los Polinucleótidos pueden colaborar en la síntesis de otros
Polinucleótidos
Incluso, pueden colaborar en la formación de otros
polímeros, como las proteínas. Y finalmente
trabajar en conjunto por la mantención del sistema
en el tiempo
Un evento crucial en la evolución de la vida es el surgimiento de las membranas ya que hace posible el aislamiento de las moléculas precursoras de la vida y de los mecanismos autoreplicativos y colaborativos que han surgido en un ambiente acuoso
Surgimiento de las membranas biológicas.
Coacervados:
Mezcla de monómeros y polímeros en medio acuoso. Gotitas de grasas que permiten separar reacciones biológicas. Metabolismo primitivo.
Surgimiento de las membranas biológicas: Primeros seres vivos o Protobiontes (Coacervados).
Metabolismo:
Conjunto de las reacciones bioquímicas que sustentan el equilibrio de la vida (Homeostasis). Se compone de reacciones que usan la energía para sintetizar moléculas, el Anabolismo, y de reacciones de ruptura de moléculas que liberan energía, el Catabolismo
Catabolismo Anabolismo
Las membranas permiten definir a un ser vivo y le otorga protección a las reacciones: Metabolismo
Estos primeros organismos utilizan la energía de la luz solar y liberan oxigeno. Se encargaron de “llenar” la atmosfera de oxigeno, lo que facilita el surgimiento de organismos aeróbicos.
Dado que existe un ambiente pobre en oxigeno, el primer tipo de metabolismo es anaeróbico.
Estromatolitos: cianobacterias fósiles en Austarlia (3500 millones de años)
Los primeros seres vivos son las Archeobacterias, se adaptaron a las
condiciones extremas de la tierra.
Tres dominios de la vida: Archea, Eubacteria y Eucaria
Los dos primeros grupos de organismos vivos, archeas y eubacterias dominaron la tierra durante 2000-2200 millones de años!!
Procariontes.
pro: previo a; carion: núcleo.
Los procariontes son organismos sin un núcleo definido.
Procariontes.
Eubacterias Arqueobacterias
Bacterias mas conocidas y ampliamente distribuidas. Algunas, actúan como patógenos humanos
Presentes en ambientes extremos, donde otros
organismos no sobrevivirían.
Archeobacterias
Archea: Antiguo, originalArchea: Antiguo, original.
Son bastante parecidas a las eubacterias en forma (sin organelos) y tamaño, sin embargo, mantienen características bioquímicas distintas.
Altamente abundantes en todo tipo de ambientes, por ejemplo en el plancton marino y pozos de petróleo.
Aplicaciones biotecnológicas. Producción de biogas: metanógenas.
Eubacterias.
Para el surgimiento de los eucariontes, se postula que se desarrollaron invaginaciones de la membrana de los procariontes. Esto permitía aumentar la superficie de contacto de la célula con el ambiente.
Finalmente, esta membrana recubrió el material genético, dando origen al núcleo.
1.- Aumento de Tamaño
2.-Sistema de membranas
3.-Endosimbiosis para adquirir capacidades metabólicas.
Núcleo
Surgimiento de los Eucariontes: Protistas.
Luego, para el surgimiento de los organelos, en 1971 Lynn Margulis propuso la teoría de la endosimbiosis en serie.
Surgimiento de los Eucariontes: Protistas.
Los primeros eucariontes unicelulares tuvieron características muy distintas, por lo que se les clasificó como Protistas.
Algunos vivian en grupos o colonias.
Surgimiento de los Eucariontes: Protistas.
5.- Diversificación de la Vida.
Pluricelularidad.
Resumen vida en la Tierra en relación a la concentración de oxigeno atmosférico
First photosynthetic prokaryotes
Virus????
Complejo supra-molecular de ácidos nucleicos (DNA y RNA) encapsulado en una cubierta de proteína.
No tienen la capacidad de reproducirse por si mismos, por lo que deben infectar otras células. Por lo tanto no son seres vivos
-Capaces de infectar todo tipo de células, animales, vegetales y bacterianas.