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Origen y diversificacin de eucariotas
Biologa de OrganismosBIOL1300
Prof: Jorge Molina
Dominios Procariotas
EucariotasProtistas son parafilticos
Caractersticas de las clulas eucariotasPasos importantes
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas5) Presencia de RE y aparto de Golgi6) La adquisicin endosimbitica de organelos
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible
Colesterol NO es estructuralmenteesencial
Su concentracin en las membranasvaria desde 0 hasta 55% molar
Eritrocitos = 35% molar con alta resistenciamecnica
Plaquetas = 15% molar con sensibilidad afactores ambientales
Leidy & Mouritsen. 2006. Hiptesis. Diciembre:40-52
1) Presencia de una superficie celular flexible
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto
Clulas eucariotas
Cilios, flagelos y pseudopodos
Cilios, flagelos y pseudopodos
Citoesqueleto es importante tambin en los procesos de divisin celular
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas
Vacuolas digestivas
Vacuolas contrctiles
http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum/protozoa/
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas
Vacuolas contrctiles
http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum/protozoa/
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas
Clulas eucariotas
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas5) Presencia de RE y aparto de Golgi
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas5) Presencia de RE y aparto de Golgi6) La adquisicin endosimbitica de organelos
Clulas eucariotas
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas5) Presencia de RE y aparto de Golgi6) La adquisicin endosimbitica de organelos
No existen estructuras precursoras obvias conocidas entre los procariotas a partirde las cuales todos estos atributos puedan haber provenido
No existen tipos celulares intermediarios que puedan conducir a una inferenciaevolutiva gradual entre procariotas y eucariotas
Embley & Martin. 2006. Nature. 440:623-630
Dos posibles modelos
Primero ncleo y luego mitocondria
Modelo Archezoa
features
Parafilticos
Tienen solamente metabolismofermentativo sin ciclo de Krebs
Anaerbicos aerotolerantes
Embley & Martin. 2006. Nature. 440:623-630
Dos posibles modelos
Primero ncleo y luego mitocondria Primero mitocondria y luego ncleo
Modelo Archezoa
Tienen hidrogenosomas(producen ATP generando H+)
o mitosomas (no producenATP y funcin desconocida)
Esta situacin no es la ancestralsino que apareci varias veces
independientemente como resultadode una evolucin reductiva convergente
Davidov & Jurkevitch. 2009. BioEssays.
Sugieren que contrario a lo esperado no fue un gran predador procariota el queengolf a un procariota pequeo presa, sino por el contrario que una bacteria
predadora pequea se introdujo en una gran Archaea
Interacciones predadoras entre procariotas son comunes y ubicuas.Adicionalmente antes de que existieran las eucariotas predadoras las
interacciones predadoras entre procariotas debieron ser an mas comunesde lo que son actualmente
G-
-proteobacterias
Una -proteobacteria que oxida el sulfido hacesimbiosis con un husped Archaea que produce
sulfido
Surgimiento del ncleo
El ncleo es una estructura nica porque no existe un homologo obvio o unprecursor en los procariotas
El ncleo tiene una sola bicapa lipdica
Procariota perdi la paredy se invagin
Surgimientodel ncleo
En lugar de producir unaendospora se llego al ncleo
Endocariosis
Surgimientodel ncleo
Las -proteobacterias rodearona las arqueobacteriasmetanognicas y a las-proteobacterias
Las -proteobacterias ylas arqueobacterias
metanognicas producenuna simbiosis y luego porvesculas surgen ncleo y
endomembranas
Las -proteobacterias rodearona las arqueobacterias
metanognicas
Surgimientodel ncleo
Origen viral del ncleo
Una Spirochaete yThermoplasma se unen para
originar ncleo y flagelo
El precursor del ncleo pareceser un virus gigante de ADNcubierto por una membrana
(Mimivirus o poxvirus)
Paryphoplasma =rea libre de ribosomas
Pirellulosoma = regincon nucleoide y ribosomas
Dominio Bacteria
Doble osimple
membrana
Procariotas o eucariotas???????
Posiblemente no necesitamos entonces de unendosimbionte para explicar el origen del ncleo
El ncleo surgi para proteger el ADN del daoque produciran las especies de oxgeno reactivo
que se producen durante la respiracin de la mitocondriaDavidov & Jurkevitch. 2009. BioEssays.
Por qu surge el ncleo?
La ventaja selectiva de tener ncleo es protegerfsicamente los cromosomas de que sean
compartidos durante la fagotrofia
Las protenas involucradas en la fagocitosis de las eucariotas muestran unagran diversidad y sugieren que la fagocitosis evolucion independientemente
por lo menos tres veces recientemente
Cmo pudo entonces la protomitocondria entrar en la clula procariota?
Endocitosis debi existir en LECA (Last Eukaryotic Common Ancestor) pero no seha reportado en ninguna eubacteria o archaea
rbol de los eucariotas
Por qu se diversificaron tanto?
Auttrofos
Hetertrofos
Estos elementos les permitieron explorar muchos nuevos ambientes (nichos)y explotar una variedad de fuentes de nutrientes
Auttrofos, hetertrofos, parsitos, endosimbiontes
Unicelulares y multicelulares
Tipos de reproduccin
1) Presencia de una superficie celular flexible2) Presencia de un citoesqueleto3) Presencia de una membrana nuclear4) La aparicin de vacuolas5) Presencia de RE y aparto de Golgi6) La adquisicin endosimbitica de organelos
Por qu se diversificaron tanto?
Unicelulares y multicelulares
Auttrofos, hetertrofos, parsitos, endosimbiontes
Auttrofos, hetertrofos, parsitos, endosimbiontes
Enfermedad de Chagas
Presente en Latinoamrica
Afecta entre 16-18 millones depersonas
Auttrofos, hetertrofos, parsitos, endosimbiontes
http://www.ansp.org/museum/leidy/other/termite.php
Cmo se reproducen los eucariotas?Reproduccin asexual y sexual
Fisin binaria
Tambin hay:
Fisin mltipleGemacinEsporulacin
Cmo se reproducen los eucariotas?Reproduccin asexual y sexual
Cmo se reproducen los eucariotas?Reproduccin asexual y sexual
Conjugacin enSpirogyra
Protistas son organismos eucariotas con organizacin unicelular, colonial,filamentosa o parenquimatosa que carecen de diferenciacin de tejidos
vegetativos, excepto para la reproduccin.
Adl et al. 2007. Syst Biol. 56:684-689
Grupos mayores en eucariotasTodos son unicelulares, con vesculas corticales
Apicomplexa:Plasmodium, Toxoplasma,Cryptosporidium
La gran mayora son parsitos
En sacos renales de funcin desconocida entunicados (Urochordata)
Transmisin por medio del agua marina
Grupos mayores en eucariotasTodos son unicelulares, con vesculas corticales
Apicomplexa:Plasmodium, Toxoplasma,Cryptosporidium
Dinoflagelados: MarinosUnicelulares, fotosintticos
Ciliados: Endosimbiontesy parstios (Balantidium coli)con micro y macroncleos
Grupos mayores en eucariotas
Dos flagelos diferentes, uno de ellos con pelos
Algas cafs: marinas,multicelulares, fucoxantina
Diatomeas: Unicelularesfotosintticas
Oomycetes: hetertrofosacuticos y terrestres
Grupos mayores en eucariotas
Unicelulares, fitoplankton, placas decarbonato de calcio, importantes microfsiles
Grupos mayores en eucariotasGlaucofitas: Cloroplastos con algo dePeptidoglicano, unicelulares, agua dulce
Algas rojas: Multicelulares,ficoeritrina, marinas.
Algas verdes: uni ymulticelulares, varioshbitats, clorofilas
Grupos mayores en eucariotas
Excavates: Algunos de ellos carecen de mitocondrias
Diplomonados: unicelulares,parsitos (Giardia)
Parabasalidos: conmembrana ondulante
Heteroloboseanos: formas flageladasy ameboides, parsitos
Martinez. 1985
Amibas de vida libre
Naegleria es termfila (crece mejor a 45C)Acanthamoeba crece mejor de 25 a 35C
Adquiridas por invasin nasal y diseminacina las meninges por el bulbo olfativo
Naegleria fowleri
Generalmente afecta personas jvenes ydeportistas
Prueba de flagelacin: Colocar en aguadestilada
MAP
Martinez. 1985
Curso muy agudo conmeningitis hemorrgicas
Slo trofozoitos en laslesiones
2 a 15 das de incubacin
Martinez. 1985
Trofozoito entra por la nariz, sigue el nervio olfativo, placa cribriforme y alcanza elcerebro
Acanthamoeba
Martinez. 1985
Quistes y trofozoitos son adquiridos a travs de la piel o por va inhalatoriay se dispersa posiblemente va hematgena al SNC.
Afecta principalmente personas inmunosuprimidas y alcohlicos crnicos
Mas de 20 especies reconocidas
Acanthamoeba
Pared de celulosa bilaminada que resiste congelamiento yradiaciones UV y gamma
Clarke & Niederkorn. 2006. Trends Parasitol. 22:175-180
EAG
Martinez. 1985
Curso sub-agudo o crnico y con lesiones cerebralesmetastsicas
Semanas a meses de incubacin
Martinez. 1985
Martinez. 1985
Ulceras de la piel
Queratitis
Clarke & Niederkorn. 2006. Trends Parasitol. 22:175-180
QueratitisPrimeros casos reportados en 1973, generalmente asociados a traumas oculares
y uso de lentes de contacto (>80% de los casos)
Dolor ocular severo, ulceracin de la cornea y poca respuesta a tratamiento
Clarke & Niederkorn. 2006. Trends Parasitol. 22:175-180
Afecta a personas inmunocompetentes
Amibas inducen citolisis, fagocitosis y apoptosis. La cascada de eventos asociadaa la queratitis se asemeja a la observada en la colitis con E. histolytica
Grupos mayores en eucariotas
Excavates: Algunos de ellos carecen de mitocondrias
Euglenoides: Unicelulares, con mitocondrias, flagelo,fotosintticos y heterotrfos
Kinetoplastidos: Parsitos unicelulares,Kinetoplasto, flagelados (Trypanosoma cruzi)
Grupos mayores en eucariotas
Rhizaria: Unicelulares acuticos con pseudpodosdelgados
Cercozoas: Unicelulares ameboides o flagelados
Foraminiferas: Unicelulares planktnicoscon cubiertas de carbonato de calcio,microfsiles
Radiolarios: unicelular,marinos, endoesqueleto
Grupos mayores en eucariotas
Unikonts: con flagelos individuales
Coanoflagelados: heterotrficos, con flagela,parecidas a clulas de las esponjas
Lobosea: ameboides con pseudpodosgruesos, predadores, parsitos (Entamoeba)