TEORÌA QUIMIOSINTETICA 2da FASE

Aportes experimentales

1. SIDNEY FOX y col., los polipèptidos aparecen por calentamiento de aminoácidos a temperaturas de 130ºC a 180º C y para la formación de polisacáridos y polinucleòtidos intervienen los agentes condensantes químicos.

FOX llamó a los polipèptidos preparados en el laboratorio, PROTEINOIDES.

2da Fase : según las condiciones de la tierra primitiva habían dos procesos posibles para la aparición de las

macromoléculas: 1.Condiciones anhidras (ausencia de agua o poca)

2.Presencia de agentes condensantes quìmicos

TEORIA QUIMIOSINTETICA Características de los PROTEINOIDES

Son fácilmente atacables por enzimas proteolíticas

Son capaces de disolverse o precipitarse cuando se les adiciona al medio sales.

2. BRESLER : trabajó con aminoácidos y sintetizó proteinoides de alto peso molecular, donde los a:a se unían entre sí, formando polipèptidos, en condiciones de ALTAS PRESIONES (simulando las condiciones de la tierra primitiva).

TEORÌA QUIMIOSINTETICA Los proteinoides no podían ser iguales a las proteínas

actuales, pero se asemejan, en las uniones de los aminoácidos entre sí , por los mismos tipos de enlaces(enlaces peptìdicos). La ùnica diferencia consistía en la disposición de los aminoácidos en la cadena proteica, menos ordenada.

TEORIA QUIMIOSINTETICA 3ra FASE . ORIGEN PREBIOTICO DE

NUCLEOTIDOS, ACIDOS NUCLEICOS Y ENZIMAS.

Actividad enzimática . Las moléculas de agua de los mares primitivos proporcionaron los catalizadores (enzimas) mas conocidas como H y OH , los cuales proporcionaron los ácidos y las bases.

TEORIA QUIMIOSINTETICA 3ra Fase

En la evolución de las enzimas, probablemente hizo su aparición en primer lugar la capacidad catalítica y luego, la especificidad enzimática.

Calentando los nucleosidos o sometiéndolos a la luz ultravioleta y se forman mezclas de nucleòtidos. Al calentar los nucleòtidos a una temperatura 50ºC a 65ºC en presencia de ácidos polifosfòricoss, como agentes condensantes, se unieron entre sì por enlaces internucleotìdicos 2 5 (en la actualidad 3 5 )

TEORIA QUIMIOSINTETICA 4ta FASE FORMACIÒN DE PROTOCELULAS:

COACERVADOS-MICROESFERAS

Surgió la primera apariencia de vida., por la asociación de las macromoléculas, y el valor de la supervivencia .

El requerimiento mínimo es la presencia de moléculas informadoras capaces de dirigir su réplica .

¿Quién tuvo la primacía en el origen de la vida ‘? Hay tres hipótesis que explican quién apareció primero: las proteínas o los ácidos nucleicos

TEORIA QUIMIOSINTETICA 1ra Hipótesis : primero aparecieron los catalizadores

primitivos(proteìnas) y luego los ácidos nucleicos. Una membrana y un metabolismo primitivo.

2da Hipótesis : primero aparecieron los ácidos nucleicos y luego las proteínas.

3ra Hipótesis: los àcidos nucleicos y proteínas aparecieron juntos y aparece las protocèlulas.

Experimentos que dan soporte a cada una de las hipótesis .

TEORIA QUIMIOSINTETICA Oparin en 1938 demostró que la mezcla de

proteína, goma arábiga y HCl, aparecieron los coacervados . Oparìn postuló que algunas de las gotìculas pudieron haber atrapado un catalizador primitivo. Estos coacervados interaccionaron con el medio para adquirir otros compuestos. Los coacervados al llegar a un tamaño limitado , comenzaron a fragmentarse (reproducción asexual) y cada prole es capaz de crear otra generación. Las moléculas no se obtuvieron bajo

TEORIA QUIMIOSINTETICA diciones de la tierra primitiva. NO se explica la

autorregulación ni evolución de los coacervados.

Fox y colaboradores describieron unas estructuras autoformadas parecidas a células, denominadas MICROESFERAS Estos cuerpos surgen espontáneamente al calentar soluciones concentradas de proteinoides y se enfrían bajo condiciones apropiadas de pH y solución salina.

Características de las microesferas :

La superficie exterior presenta una estructura de bicapa

TEORIA QUIMIOSINTETICA La estructura bicapa pero sin lípidos. Presentan

aminoácidos.

Cuando se colocan en soluciones salinas hipertónicas e hipotónicas, se encogen o se hinchan, respectivamente, lo cual indica la presencia de una membrana semipermeable que las rodea y es capaz de ajustar su concentración interna, a través de los procesos de ósmosis y difusión .

Las microesferas tienen un comportamiento parecido a las células. Pueden experimentar escisión o división, mediante cambios adecuados de ph o exposición a sales.

TEORIA QUIMIOSINTETICA Las MICROESFERAS pueden experimentar un

proceso de gemación(reproducciòn asexual ).

H.Muller 1929 postuló que la vida se basa en la primacía de los ácidos nucleicos. Argumentó que las propiedades mínimas de un ser vivo, es decir, sus capacidades metabólicas y de autorreplicaciòn, están potencialmente dadas en los genes, ubicados en la célula., pero todavía no se conocía la naturaleza de los genes.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA Para esta postura, primero los genes, luego, la

adquisición de una membrana y el desarrollo de los catalizadores(proteìnas). Esta hipótesis génica permaneció incompleta hasta que aparecieron los conocimientos de genética molecular.

Existen (3) líneas de pensamiento que apoyan la hipótesis del ácido nucleico:

Surgen del conocimiento moderno de la estructura molecular y de la autorreplicaciòn de los virus en la célula huésped.

TEORIA QUIMIOSINTETICA Amplia gama de funciones biológicas que los

nucleótidos llevan en las células

Se formó a partir del papel del ARN ribosómico en la síntesis de las proteínas.

Una vez formadas las formas prebióticas , no se puede afirmar cual fue la secuencia cronológica, pero si se sabe que para formarse y organizarse el protoplasma de estas microesferas: sistema patrón , grupo de catalizadores y una membrana envolvente.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA La organización del protoplasma radica en el tiempo,

esto quiere decir, que no importa el orden de aparición de las estructuras, sino la presencia en el tiempo.

En el protoplasma ocurren diversas reacciones organizadas en el tiempo, combinándose para formar un sistema único e integral.

TEORIA QUIMIOSINTETICA

5ta FASE : EVOLUCIÒN BIOLOGICA DE LAS PRIMERAS FORMAS DE VIDA (PROTOCÈLULAS)Y LAS RELACIONES ENERGETICAS

Esta fase explica la evolución biológica de las primeras células, aunque la evolución química continuó , durante un tiempo, de manera que las primeras células continuaron seleccionando de su entorno, aquellas moléculas orgánicas que acrecentaban su supervivencia . De esta manera, el número de los organismos en los mares primitivos, comenzó aumentar y la competencia entre ellos.

TEORIA QUIMIOSINTETICA Los primeros organismos eran HETEROTROFOS

ANAEROBICOS ,los cuales utilizaban los compuestos orgánicos como fuentes de energía. Luego, las AUTOTROFICAS (células fotosintéticas ) capaces de utilizar el CO2 , surgieron como resultado de SELECCIÒN NATURAL .

El agotamiento de compuestos orgánicos nitrogenados del caldo, condujo al desarrollo de la capacidad de fijar el nitrógeno atmosférico (algas cianofíceas o verdiazules). Después comenzó acumularse el oxígeno en la atmósfera.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA Una vez que aparece el oxígeno en la atmósfera ,

aparecen las CÈLULAS AEROBICAS , consumidoras de oxígeno. La evolución de la respiración aeróbica y fosforilaciòn oxidativa, el desarrollo fundamental de los procesos metabólicos, liberadores de energía que permitan la subsistencia de los organismos actuales.

Otro gran paso en la evolución de la célula, fue la aparición de las CÈLULAS EUCARIOTAS, luego, aparecen ^Células eucariotas DIPLOIDES DOMINANTES y gracias a esto aparece la DIFERENCIACION celular y la MULTICELULARIDAD

TEORIA QUIMIOISINTETICA 6TA. FASE . EVOLUCIÓN CELULAR . Células

procariotas y eucariotas.

HIPOTESIS ENDOCITOSICA. Partiendo de una célula procariota, una perdió la capacidad de sintetizar

Ácido murámico(azúcar que forma parte de la pared celular ) y otras células procarióticas mantuvieron el ácido murámico y se convirtieron en bacterias del REINO EUBACTERIA.

En ausencia del azúcar, la pared celular se desintegró, la célula llegó ser vulnerable y la selección natural actuó , y permitió la evolución de nuevos grupos.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA 1.- Un grupo desarrolló un nuevo tipo de pared celular,

sin ácido murámico y eventualmente se convirtieron en bacterias del REINO ARCHAE.

2.-El otro grupo desarrolló un citoesqueleto formado por fibras proteicas y eventualmente se convirtieron en células eucarióticas. Una célula con citoesqueleto está rodeada por una membrana plasmática fluida y no por una pared celular rígida.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA CELULA PROCARIOTA

REINO EUBACTERIA Pared celular Citoesqueleto

PRESENCIA DE ACIDO MURAMICO

AUSENCIA DE ÁCIDO MURAMICO

REINO EUBACTERIA (Bacterias modernas )

REINO ARCHAE

CELULA EUCARIOTA

TEORÌA QUIMIOSINTETICA La teoría Endocitosica además de explicar la

aparición del Reino Archae y Eubacteria , explica la evolución de las bacterias por endocitosis. LA ENDOCITOSIS es el proceso de nutrición donde los materiales son traídos a la célula por indentaciones de la membrana plasmática. Los fragmentos de la membrana involucrados en el transporte, forman vesículas dentro de la célula. De esta manera, las indentaciones o invaginaciones de la membrana rodean porciones interna de la célula: ADN-Núcleo

TEORÌA QUIMIOSINTETICA

TEORÌA QUIMIOSINTETICA La Teorìa Endosimbiòtica. (Lynn Margulis)Las células

procariotas se combinan para formar las células eucariòticas .

¿Cómo se explica esa combinación ‘? Cada fusión ocurrió cuando un procariota pequeño vino a vivir dentro de un procariota grande . El procariota pequeño entró como parásito o fue ingerido como alimento por la procariota grande . Las dos células convivieron por muchas generaciones y desarrollaron especializaciones que las hicieron interdependientes , tal relaciòn, se denomina SIMBIOSIS o ENDOSIMBIOSIS.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA La Teorìa Endosimbiòtica también explica el origen de

organoides citoplasmáticos : mitocondrias y cloroplastos.

Las mitocondrias ¿Còmo evolucionaron ? Segùn esta hipòtesis las mitocondrias evolucionaron cuando el procariote grande que adquirìa energìa por fermentaciòn, ingiriò una procariote menor que adquirìa energìa por vìas mas eficiente, la respiraciòn aeròbica. Despuès de muchas generaciones , la cèlula mas grande se especializò en adquirir alimento mientras que la cèlula pequeña, se especializò en la

TEORÌA QUIMIOSINTETICA Respiración aeróbica. Con el tiempo la célula menor se

convirtió en una mitocondria dentro de una célula eucariòticas. (Diagrama de evolución de las mitocondrias ).

Los cloroplastos ¿Cómo evolucionaron ? La fusión de una célula procariota grande que se alimentaba de materia orgánica y de una célula mas pequeña que efectuaría ,la fotosíntesis. Con el tiempo, la célula grande se especializó en adquirir materiales orgánicos y la célula pequeña se especializó en la fotosíntesis, ésta convirtiéndose en cloroplastos.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA

TEORÌA QUIMIOSINTETICA 1. Al comparar el origen de las bacterias modernas y

organelos citoplasmáticos eucariòticas favorecen la TEORIA ENDOSIMBIOTICA .

2. Las mitocondrias y cloroplastos , se parecen en las bacterias en varias aspectos: poseen el mismo tamaño, tienen sus propios ribosomas y sus propio ADN(circular igual que las bacterias).Ambos organelos están rodeados de una doble membrana: una interna estructuralmente parecida a la membrana plasmática de una bacteria y una externa parecida a la membrana plasmática de la célula eucariota.

TEORÌA QUIMIOSINTETICA Es posible que ambas teorías sean correctas, donde

algunos organelos como los cloroplastos y las mitocondrias pudieron haberse originado por endosimbiosis y los otros organelos , tales como: núcleo, retículo endoplasmàtico y aparato de Golgi pudieron haberse originado por endocitosis.

EVOLUCIÒN DE LOS SERES VIVOS

Procariotas Heterótrofos Procariotas autótrofas

Bacterias sulfanizantes Cianobacterias

Células Eucariotas Cèl.Procariotas

Unicelulares Multicelulares

Heterótrofa Autótrofa Heterótrofa

REINO ARCHAE

REINO EUBACTERIA

REINO PROTISTA

REINO VEGETAL

REINO ANIMAL

REINO FUNGI