Origen de la vida en la tierra

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Primeras formas de vida en tiempos ancestrales del planeta tierra, Profesora Jennifer Serrano

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Origen de la vida en la tierra

  1. 1. CLASE 1. Origen del Universo y la vida en la Tierra.
  2. 2. ¿Que es la Biología? El estudio de los seres vivos y sus propiedades ¿Que caracteristicas definen a un ser vivo?
  3. 3. ¿Qué características definen a un ser vivo? -Alto grado de complejidad química y organización microscópica. -Funciones establecidas y reguladas para sus componentes e interacciones.
  4. 4. ¿Qué características definen a un ser vivo? -Capacidad precisa de autorreplicación y auto-ensamble: Reproducción -Mecanismos para censar y responder a su ambiente: Irritabilidad
  5. 5. ¿Qué características definen a un ser vivo? -Historia de cambio evolutivo: Ancestro común.
  6. 6. ¿Qué características definen a un ser vivo? -Diversas formas de uso de la energía desde el ambiente.
  7. 7. ¿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.
  8. 8. ¿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
  9. 9. Niveles de Organización de la materia Viva La biología estudia todos los niveles en que la vida se organiza, desde la célula hasta la biosfera. ¿Cómo se origina el universo, la tierra y la vida?
  10. 10. ¿Cómo se origina el Universo? 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
  11. 11. ¿Cómo se origina el Universo? -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. Usted está aquí!!!
  12. 12. ¿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 N2 Oxigeno en trazas. Altas Temperaturas, sin capa de ozono, constante entrada de radiación solar.
  13. 13. 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.
  14. 14. 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.
  15. 15. 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.
  16. 16. El enlace químico permite la formación de moléculas Figure 2-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
  17. 17. 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
  18. 18. Los enlaces químicos de carbono y otros elementos: Grupos funcionales.
  19. 19. Elementos químicos utilizados por los seres vivos. 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.
  20. 20. Una vez que se originó la tierra, como partió la vida? ????
  21. 21. 1.- Evolución química, formación de los monómeros de la vida.
  22. 22. ¿Cómo aproximarse al estudio del origen de las primeras moléculas de la vida? Método Cientifico. Observación del Fenómeno Teoria Cientifica. Plantamiento de una pregunta Hipotesis o posible respuesta. Analisis y conclusiones Experimentación
  23. 23. Origen de la vida: Experimentos de Oparin, Miller y Urey. Azúcares 11 de los 20 Aminoácidos Purinas y Pirimidinas Lípidos pequeños
  24. 24. Las 4 Moléculas de la Vida TODOS los seres vivos están construidos en base a 4 simples moléculas carbonatadas.
  25. 25. Las 4 Moléculas de la Vida 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 REPRODUCCIÓN *
  26. 26. 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.
  27. 27. 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
  28. 28. Surgimiento de las membranas biológicas. 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
  29. 29. Surgimiento de las membranas biológicas: Primeros seres vivos o Protobiontes (Coacervados). Coacervados: Mezcla de monómeros y polímeros en medio acuoso. Gotitas de grasas que permiten separar reacciones biológicas. Metabolismo primitivo.
  30. 30. Las membranas permiten definir a un ser vivo y le otorga protección a las reacciones: Metabolismo 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
  31. 31. Dado que existe un ambiente pobre en oxigeno, el primer tipo de metabolismo es anaeróbico. 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. Estromatolitos: cianobacterias fósiles en Austarlia (3500 millones de años)
  32. 32. Tres dominios de la vida: Archea, Eubacteria y Eucaria Los primeros seres vivos son las Archeobacterias, se adaptaron a las condiciones extremas de la tierra. Los dos primeros grupos de organismos vivos, archeas y eubacterias dominaron la tierra durante 2000-2200 millones de años!!
  33. 33. Procariontes. pro: previo a; carion: núcleo. Los procariontes son organismos sin un núcleo definido. Procariontes. Eubacterias Bacterias mas conocidas y ampliamente distribuidas. Algunas, actúan como patógenos humanos Arqueobacterias Presentes en ambientes extremos, donde otros organismos no sobrevivirían.
  34. 34. Archeobacterias Archea: Antiguo, original. 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.
  35. 35. Eubacterias.
  36. 36. Surgimiento de los Eucariontes: Protistas. 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 capacidades metabólicas. adquirir Núcleo
  37. 37. Surgimiento de los Eucariontes: Protistas. Luego, para el surgimiento de los organelos, en 1971 Lynn Margulis propuso la teoría de la endosimbiosis en serie.
  38. 38. 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.
  39. 39. 5.- Diversificación de la Vida. Pluricelularidad.
  40. 40. Resumen vida en la Tierra en relación a la concentración de oxigeno atmosférico
  41. 41. First photosynthetic prokaryotes
  42. 42. 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.

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