Logica De La Vida

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Presentación para biología de 2º de Bachillerato sobre el origen de la vida

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Logica De La Vida

  1. 1. La lógica y el origen de la vida JAVIER MEDINA
  2. 2. Definición de Biología <ul><li>Estudio de la materia en organización </li></ul>
  3. 3. Las pistas o huellas de esa organización <ul><li>Nivel de organismo: </li></ul><ul><ul><li>Inteligencia </li></ul></ul><ul><ul><li>Comportamientos complejos </li></ul></ul>
  4. 4. Las pistas o huellas de esa organización <ul><li>Nivel molecular: </li></ul><ul><ul><li>Elección cualitativa de los elementos que componen los seres vivos : C, N, O, H </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>(Los compuestos C-N no son frecuentes salvo como moléculas inorgáncias sencillas:carbonatos, nitratos) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Variedad y complejidad estructural de las moléculas biológicas </li></ul></ul><ul><ul><li>Principio de estructura-función (especificidad molecular) </li></ul></ul><ul><ul><li>Principio de economía molecular </li></ul></ul>Proteínas de dedos de zinc
  5. 5. Las pistas o huellas de esa organización <ul><li>Nivel celular: </li></ul><ul><ul><li>Alto grado de control y regulación de la actividad: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Control nuclear </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Alto número de mensajeros intracelulares e intercelulares (hormonas, neutrotransmisores, citoquinas) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Convergencia metabólica </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Regulación enzimática de las reacciones bioquímicas (eficacia, autorregulación, especificidad) </li></ul></ul></ul>
  6. 6. Las pistas o huellas de esa organización <ul><li>Nivel celular: </li></ul><ul><ul><li>Mantenimiento de las señas de identidad y estabilidad celular: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Antígenos marcadores </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sensibilidad a los cambios del medio (mitocondria, apoptosis, regulación del ciclo celular) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Complejas señales de interacción intercelular </li></ul></ul></ul>Metástasis en cáncer de mama (ratón) Citoesqueleto: microtúbulos (verde) y actina (rojo) Fibroblastos
  7. 7. Las cualidades de la vida <ul><li>Capacidad reproductora: </li></ul><ul><ul><li>Capacidad de herencia </li></ul></ul><ul><ul><li>Capacidad de evolución </li></ul></ul><ul><li>Capacidad de desarrollar un metabolismo: </li></ul><ul><ul><li>Capacidad de desarrollo </li></ul></ul><ul><ul><li>Capacidad de crecimiento </li></ul></ul><ul><li>Capacidad de interrelación con el medio </li></ul>
  8. 8. Niveles de organización de la materia viva ACELULAR O ABIÓTICO
  9. 10. Virus con envoltura Virus de la gripe Herpesvirus Virus de la rabia Virus del sarampión
  10. 11. Niveles de organización de la materia viva ACELULAR O ABIÓTICO
  11. 12. Cloroplasto
  12. 13. Cloroplasto
  13. 14. Niveles de organización de la materia viva BIÓTICO Carabela portuguesa (Physalia physalia ) Colonia de Volvox
  14. 15. Niveles de organización de la materia viva SUPRAINDIVIDUAL
  15. 16. El origen de la vida <ul><li>Evolución química o molecular : </li></ul><ul><ul><li>1/3 de la historia de la Tierra </li></ul></ul><ul><ul><li>La “ sopa primordial ”: un mundo incompatible con la vida… pero con agua (T, atmósfera reductora,…) </li></ul></ul>
  16. 17. Svante A. Arrhenius (1859-1927) Meteorito de Murchison, Australia (1969) L D Los aminoácidos del meteorito (condrita carbonácea) son predominantemente de la configuración L El origen extraterreste de la vida: la panspermia
  17. 18. El origen de la vida <ul><li>Otros apoyos a la Panspermia: Gran resistencia de las bacterias </li></ul><ul><ul><ul><li>Se han hallado bacterias en la atmósfera a altitudes de más de 40 km </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bacterias Streptococcus mitis que fueron llevadas a la Luna por accidente en la Surveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Peter Weber y Mayo Greenberg (Universidad de Leiden, Holanda, 1985) sometieron en una cámara de vacío a diversas esporas a las duras condiciones interestelares, en especial su exposición a los peligrosos rayos ultravioletas. Tras el equivalente de 2.500 años de sometimiento a estas duras condiciones, demostraron que una pequeña fracción (menos de un 0,5 %) de las esporas sobrevivirían. Suficiente para hacer posible la ruta de la vida estelar imaginada por Arrhenius. </li></ul></ul></ul>
  18. 19. El origen de la vida <ul><li>La panspermia dirigida (1981, Francis Crick ,Leslie Orgel ) </li></ul><ul><ul><li>Según Francis Crick, la vida es un acontecimiento casi imposible. En palabras del astrónomo británico Fred Hoyle: </li></ul></ul><ul><ul><li>&quot;La probabilidad de un ensamblaje espontáneo de la vida es equiparable a la de un tornado que a su paso por un patio lleno de material de deshecho, produjera un Boeing 747 listo para funcionar&quot;. </li></ul></ul><ul><ul><li>En la teoría de Crick, seres inteligentes, que actualmente viven en otros planetas mucho más antiguos que el nuestro, habrían enviado los primeros aportes genéticos a nuestro planeta. </li></ul></ul><ul><ul><li>Esta hipótesis está basada, entre otras cosas, sobre la constatación de que, por ejemplo, un elemento –el molibdeno–, muy escaso en nuestro planeta, es esencial para el funcionamiento de numerosas enzimas </li></ul></ul>
  19. 20. Stanley Miller Experimentos de Miller (1953) La vida, ¿un acontecimiento necesario?
  20. 21. La síntesis de Miller
  21. 22. El problema siguiente: la polimerización <ul><li>En la década de 1980, el químico A. Cairns-Smith propone en su libro Seven Clues to the Origin of Life (Siete pistas sobre el origen de la vida) como protagonistas de este proceso a las arcillas, sobre cuya superficie se habrían ensamblado los monómeros de los ácidos nucleicos, polipéptidos y polisacáridos. </li></ul>
  22. 23. Eobiones: Conglomerados supramoleculares <ul><li>Empaquetamiento molecular </li></ul>Los fosfolípidos forman liposomas
  23. 24. H 2 O H 2 O Los fosfolípidos forman liposomas
  24. 25. ¿Una protocélula? Eobiones: Conglomerados supramoleculares
  25. 26. Eobiones: Conglomerados supramoleculares <ul><li>Mejoramiento molecular y adquisición de funciones: </li></ul><ul><ul><li>Catálisis </li></ul></ul><ul><ul><li>Autorreplicación </li></ul></ul><ul><ul><li>Adaptabilidad y evolución </li></ul></ul><ul><li>Adquisición de un sistema patrón: ¿proteínas o ácidos nucleicos? </li></ul>UN MUNDO DE ARN
  26. 27. Sidney Altman Thomas Cech (P. Nobel, 1989) ARN catalítico
  27. 28. Evolución de sistemas pre-celulares autorreplicantes evolución RNA, adaptadores, selección molecular evolución DNA, enzimas sistemas basados en el RNA RNA polipéptidos rudimentarios + sistemas basados en el RNA y proteínas RNA proteína células actuales DNA proteína RNA
  28. 29. Evolución biótica: el proceso se acelera <ul><li>-3100 m.a.: autótrofos anoxigénicos (bacterias del azufre, arqueobacterias) </li></ul>Arqueobacterias de surtidores hidrotérmicos
  29. 30. Estromatolitos en la bahía de los tiburones, Australia
  30. 31. Evolución biótica: la 2ª crisis ecológica <ul><li>-3000 m.a. Células fotosintéticas y formadoras de nitrógeno: aparece el oxígeno y el ozono </li></ul><ul><ul><li>Hace 600-1000 m.a.: 1% O 2 </li></ul></ul><ul><ul><li>Hace 400 m.a.: 10% O 2 </li></ul></ul><ul><ul><li>Actualidad: 21% O 2 </li></ul></ul>
  31. 32. La aparición del oxígeno en la atmósfera y sus consecuencias evolutivas
  32. 33. Evolución biótica <ul><li>-2000 m.a.: aparecen las células aeróbicas (mayor rendimiento energético, mejora de la competencia) </li></ul>GLICOLISIS METABOLISMO OXIDATIVO C 6 H 12 O 6 glucosa 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP ácido láctico C 6 H 12 O 6 glucosa 6CO 2 + 6 H 2 O + 36-38 ATP + O 2
  33. 34. Evolución biótica: endosimbiosis metabólica <ul><li>-1500-700 m.a.: aparecen los eucariotas </li></ul><ul><ul><li>Eucariotas mitóticos </li></ul></ul><ul><ul><li>Eucariotas meióticos </li></ul></ul><ul><ul><li>Eucariotas diploides </li></ul></ul>Lynn Margulis, 1938
  34. 36. El Origen de los Eucariotas Mitochondria Chloroplasts
  35. 37. Evolución biótica: mecanismos de variabilidad genética ancestral
  36. 38. Transferencia genética horizontal (intercelular) En los comienzos de la vida en la Tierra, las células pudieron haber intercambiado genes mucho mas fácilmente que en la actualidad. Evolución biótica: mecanismos de variabilidad genética ancestral
  37. 39. De esta forma, los linajes de arqueas, eubacterias y eucariotas pudieron haber heredado conjuntos de genes diferentes (aunque solapados), a partir de una comunidad primordial de células que intercambiaban genes promiscuamente.
  38. 40. Evolución biótica: chained melody <ul><li>600 m.a.: Explosión cámbrica </li></ul><ul><li>400-350 m.a.: peces </li></ul><ul><li>250 m.a.: </li></ul><ul><ul><li>Extinción permo-triásica: la Gran mortandad </li></ul></ul><ul><ul><li>Surgen los anfibios </li></ul></ul><ul><li>230-160 m.a.: reptiles, aves </li></ul><ul><li>65 m.a.: Extinción cretácica </li></ul><ul><li>60 m.a.: mamíferos </li></ul><ul><li>3-4 m.a.: homínidos </li></ul><ul><li>1 m.a.: ser humano </li></ul>
  39. 41. EL ÁRBOL DE LA VIDA

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