5. La vida,
introducció
1. Buscar explicació a l’origen de
la vida
2. Buscar formes de crear
vida artificial
6. La vida,
concepte
1. Buscar explicació a l’origen de la
vida
A nivell religiós
La vida va sorgir per
un acte de creació
divina
7. La vida,
concepte
Observacions a nivell científic per fer
deduccions sobre la vida i el seu origen
Aristòtil:
La vida va sorgir espontàniament a partir de matèria inerta
(generació espontània)
Pasteur (S.XIX):
Demostra la falsedat de la generació espontània
A.Oparin i J.Haldane (1930)
Proposen processos que originaren les molècules essencials de
la vida
8. La vida,
concepte
La Terra primigènia va experimentar un
llarg període d’evolució química previ a
l’aparició de la vida
9. 2. Buscar formes de crear
vida artificial
Enginyeria genètica
(resolució de problemes energètics, ambientals, mèdics o
alimentaris)
11. La vida,
concepte
1. Definició de vida
Molt difícil de definir!!
La vida és C, O, N, H = diferents d’àtoms
organitzats en mol·lècules de diverses
Possibles mides
definicions
La vida són proteïnes, àcids nucleics,
lípids i glúcids
No n’hi ha prou
Què ens permet diferenciar éssers vius i éssers inerts
12. La vida,
concepte
2. Propietats de la vida (4)
1. Autopoesi
2. Metabolisme
3. Reproducció
4. Evolució
13. La vida,
concepte
1. Autopoesi
Capacitat d’autorenovar-se
14. La vida,
2. Metabolisme concepte
Conjunt de canvis químics i de consum d’energia que
2. Metabolisme
fa tot ésser viu per automantenir-se
(incorporar i processar matèria i energia de l’entorn)
15. La vida,
concepte
3. Reproducció
Capacitat de donar lloc a nous éssers
vius amb material genètic similar
Mutacions
16. La vida,
concepte
4. Evolució
Canvis que ha anat experimentant la
vida des de que es va originar
Selecció natural
17. La vida,
concepte
Activitat
En el text següent es pretén resumir les propietats de la vida
explicades:
“ La vida es manté i es regenera a si mateixa a partir de canvis
químics que processen matèria i energia. És portadora d’un
programa capaç de crear un ordre intern enmig del desordre del
món inanimat. I no solament perpetua aquest programa,
transmetent-lo a la descendència, sinó que és capaç d'adaptar-se
a un món canviant a partir de les variacions que experimenta
espontàniament”
• Quina frase del text es refereix a cadascuna de les propietats
de la vida? Justifica la resposta.
19. La vida,
origen
Primers estudis: L.Pasteur (1860)
Comença l’estudi de l’origen de la vida
1r. Demostra la presència de
microorganismes en l’aire
2n. Demostra la falsedat de
la teoria de la generació
espontània
20. La vida,
origen
Experiment dels
“matrassos de
coll de cigne”
21. Teories per explicar l’origen de la vida
Basades en:
1. Atmosfera i hidrosfera primitives
2. Els fons marins
3. L’espai exterior
22. La vida,
origen
1. Atmosfera i hidrosfera primitives
A. Oparin (1924)
Evolució química gradual des dels gasos de
l’atmosfera primitiva fins les primeres cèl·lules
formades
23. La vida,
J.Haldane (1929) origen
Teoria de l’origen de la vida
(Teoria d’ Oparin–Haldane):
-Atmosfera com la d’Oparin
-Introdueix concepte de sopa còsmica: aigües oceàniques en
zones intermareals enriquides en matèria orgànica on es formaren les
primeres estructures amb capacitat per autoreplicar-se
24. La vida,
H. Urey i S.Miller (1953) origen
Pregunta: Poden els compostos orgànics generar-se en
condicions similars a la de la Terra primitiva?
MÈTODE
Mescles de gasos de
l’atmosfera primitiva
Descàrregues
elèctriques
Elevades temperatures
RESULTAT
S
Conclusió: els compostos orgànics es generen en
l’atmosfera primitiva
25. La vida,
origen
Gasos de l’atmosfera
primitiva: H., metà,
amoníac i vapor
d’aigua
Descàrregues
elèctriques
(electròdes)
Elevades temperatures
oceà (80ºC)
26. La vida,
origen
Resultat: síntesi de mol·lècules orgàniques precursores
dels éssers vius a partir de compostos inorgànics en un
ambient aqüós (oceà) amb energia elèctrica (llamps) i a
temperatures altes.
Conclusió: els compostos orgànics es generen en
l’atmosfera primitiva
Posteriorment:
Variant lleugerament composició atmosfera i amb rajos
UV es van obtenir aa, adenina (DNA) i glúcids.
27. La vida,
origen
2. Els fons marins
1960 Científics en desacord amb l’atmosfera de Urey i
Miller
L’atmosfera primitiva havia de ser més rica en òxids
de carboni i més pobra en metà i amoníac
Si es repeteix l’experiment amb aquest canvi, molta
menys síntesi de mol·lècules orgàniques
Busquen nous escenaris
28. La vida,
origen
1970: Descobriment xemeneis hidrotermals
(al fons dels oceans)
La formació de les
primeres molècules
orgàniques (i la seva unió per
formar molècules més complexes)
es va donar dins de
cavitats de roques
volcàniques formades a
partir d’erupcions
submarines
29. La vida,
origen
Punts a favor d’aquesta teoria:
• Origen de la vida independent de
l’atmosfera primitiva
•Ambient més tranquil (No meteorits
ni cometes)
30. La vida,
origen
3. L’espai exterior
Anàlisi de meteorits: contenen substàncies bàsiques
per la vida
Inici de la Terra,
impactes freqüents
La molècules
orgàniques van arribar
de l’espai
Minúsculs éssers vius
(com bacteris) van
arribar amb els
meteorits
31. La vida,
història
C. Història de la
vida a la Terra
32. La vida,
història
1. Els primers pobladors
Fa 3900-3500 m.a. a partir de l’evolució química de les
primeres molècules orgàniques es forma una
cèl·lula primitiva de la qual derivarem tots els éssers vius
Cèl·lula primitiva = cèl·lula procariota??
33. La vida,
història
1 Cèl·lula primitiva
Petita
Sense nucli
Estructura interna senzilla
Aquàtica
Heteròtrofa: obtenia matèria orgànica del medi
Metabolisme anaèrobi: podia disposar d’energia en absència
d’oxigen
34. La vida,
història
Part de les cèl·lules primitives heteròtrofa
Evolució cap a cèl·lula autòtrofa
capaces de sintetizar substàncies essencials pel seu
metabolisme a partir de substàncies inorgàniques
Autòtrofa fotosintetitzadora
- Font d’energia: la llum
- Font d’H: l’aigua
Selecció natural
(menys nutrients orgànics a
l’ambient, es seleccionen
els que són capaços de cianobacteris
sintetitzar)
35. La vida,
història
2 Cèl·lula autòtrofa fotosintetitzadora
Allibera ↑↑↑
Oxigen
(en la fotosíntesi, pel
trencament de H2O)
Nostoc sp
Per la majoria de organismes l’Oxigen era letal
(contaminant atmosfèric)
Apareixen mutants resistents a l’oxigen
Organismes aeròbics
(molt més eficaços per obtenir energia)
36. La vida,
història
3 Cèl·lula fotosintetitzadora i aeròbia
Es diversifiquen en diferents tipus
Enriqueixen l’atmosfera
d’oxigen i es forma la
capa d’ozó
Des de fa uns 1000-700
m.a. hi ha el nivell
d’oxigen actual
37. La vida,
2. Aparició dels eucariotes història
Fa 1500 m.a. fusió de dos
microorganismes diferents
(bacteris: Thermosplasma
i espiroqueta)
Simbiosi Thermosplasma
4 Cèl·lula eucariota
(primera)
espiroqueta
Cèl·lula més complexa
(les nostres cèl·lules són eucariotes)
38. La vida,
història
Posteriorment
fusió d’ un tercer
microorganisme que
dóna lloc als actuals
mitocondris
(orgànuls que
permeten aprofitar
l’oxigen per obtenir
energia)
5 Cèl·lula eucariota amb mitocondris
39. Posteriorment fusió de un La vida,
història
quart microorganisme
(bacteri fotosintètic) que
dóna lloc als
Cloroplasts
Cèl·lula eucariota amb mitocondris i
6 cloroplasts
40. La vida,
història
Endosimbiosi serial (Margulis):
hipòtesi més acceptada de l’origen de les cèl·lules
eucariotes
Simbiosi Thermosplasma i espiroqueta
Cèl·lula eucariota (primera)
Fusió de un tercer microorganisme
(permet aprofitar l’oxigen per obtenir energia)
Cèl·lula eucariota amb mitocondris
Fusió de un quart microorganisme (bacteri fotosintètic)
Cèl·lula eucariota amb mitocondris i cloroplasts
41. La vida,
història
Cèl·lula eucariota
Nucli separat de la
resta per doble
membrana
Estructura
interna
complexa
Orgànuls
Microtúbuls que li
possibiliten tenir formes
molt diferents
Giardia
42. La vida,
història
Cèl·lula procariota i cèl·lula eucariota
43. La vida,
història
3. Vida als mars i colonització de la terra
Primers éssers vius habitaven ambients aquàtics
Problemes que plantejava
el medi aeri:
Manca d’aigua
Llum intensa
Excés d’oxigen
Falta de sosteniment
i dificultat de desplaçament
44. La vida,
història
Fa 800 m.a. organismes unicel·lulars comencen a
colonitzar superfícies humides
Primers organismes amb estructures
7 que eviten la pèrdua d’aigua i
protegeixen de la radiació solar
Parets cel·lulars
Cutícules
Secrecions gelatinoses
Escorces
Exoesquelets
45. La vida,
història
Fa uns 670 m.a. en ambients aquàtics apareixen
8 Primers Organismes pluricel·lulars
Apareixen un gran nombre de
grups nous d’organismes
aquàtics
Diversitat enorme
Poc a poc aniran
habitant la terra ferma
46. La vida,
història
9 Organismes pluricel·lulars enTerra ferma
Primer (450 m.a. fòssils Després (400 m.a.) ho
més antics) ho fan les fan els animals
plantes (importants les (semblants a petits
llavors per superar la artròpodes animals)
dessecació)
48. La vida,
modificació
1. Enginyeria genètica
Definició: Manipulació i
modificació de la informació
genètica (DNA) d’un ésser viu
mitjançant la introducció de
gens d’altres organismes o
modificant els gens propis.
S’aprofiten processos naturals propis
dels microorganismes
49. La vida,
modificació
Elements utilitzats en enginyeria genètica
1. Vectors Elements que permeten introduir la
nova informació genètica
a. Plasmidis: fragments de b. Retrovirus: tipo de
material genètic presents en virus el material genètic
molts bacteris que es dels quals pot integrar-
reprodueixen amb se en el DNA de la
independència de la resta del cèl·lula que infecta
material genètic bacterià
50. La vida,
modificació
2. Enzims de restricció
Enzims que tallen el
DNA en llocs
precisos (llocs
diana)
51. La vida,
modificació
Processos bàsics de l’ enginyeria genètica
52. La vida,
modificació
Exemples d’aplicacions pràctiques
1. Síntesi d’insulina per a diabètics
1. Síntesi d’hormona de creixement
En ambdós casos
s’introduiex el gen
humà en bacteris i
aquests produeixen la
insulina o la hormona
de creixement
53. La vida,
modificació
2. Els vegetals transgènics
Què els fa especials?
A partir de les
seves cèl·lules es
pot regenerar tota
la planta sencera
Els canvis genètics que introduïm en aquestes
cèl·lules passaran a totes les cèl·lules de la planta
(incloses les cèl·lules reproductores)
56. La vida,
modificació
Utilitat de l’enginyeria genètica l’agricultura
1. Aconseguir cultius amb més rendiment
2. Controlar la conservació i
maduració dels fruits
3. Obtenir resistència a les
plagues i herbicides
4. Produir substàncies terapèutiques
58. La vida,
modificació
Riscos de l’enginyeria genètica l’agricultura
• Com afectarà l’ésser humà el consum
d’aquests productes?
• Com afectarà els ecosistemes?
• Podem perdre la diversitat biològica natural?
59. La vida,
modificació
La legislació vigent diu que els productes
transgènics han d’anar degudament etiquetats
60. La vida,
modificació
3. Vida artificial
Utilitat de crear vida artificial (exemples)
1. Crear bacteris capaços de digerir CO2 i
residus
2. Crear bacteris capaços de produir
biocombustibles
3. Crear bacteris capaços de produir
medicaments
61. La vida,
modificació
Què s’ha aconseguit fins ara?
Mycobacterium genitalium: s’ha cerat
artificialment el seu cromosoma
Procés descrit al
llibre
62. La vida,
modificació
Què falta aconseguir encara per poder crear
vida artificial?
S’han de crear la resta de components de la
cèl·lula a partir de la informació continguda
en el cromosoma creat artificialment
