Hasta Darwin desde el ADN: la biología molecular nos ayuda a comprender la evolución

Transcripción

1 Hasta Darwin desde el ADN: la biología molecular nos ayuda a comprender la evolución Dra. Hebe Dionisi Dra. Mariana Lozada Laboratorio de Microbiología Ambiental CENPAT-CONICET

2 Primer árbol evolutivo esbozado por Darwin Árbol de la vida basado en estudios actuales de ADN

3 Siglo XIX TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN LEYES DE LA HERENCIA Gregor Mendel 1865 Charles Darwin 1858 Alfred Wallace MOLÉCULA DE LA VIDA Friedrich Miescher 1871

4 El viaje de Darwin a bordo del Beagle

5 El Beagle

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7 El origen de las especies mediante la selección natural o la conservación de las razas favorecidas en la lucha por la vida

8 A Darwin le llamó la atención la gran diversidad de organismos que existe sobre la tierra

9 Teoría de la evolución ANCESTRO COMÚN SELECCIÓN NATURAL

10 Otras hipótesis propuestas por Darwin Pangenesis Oso-ballena

11 Friedrich Miescher 1869 Purifica una nueva sustancia, la llama nucleína Felix Hoppe- Seyler

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14 Siglo XX INFORMACIÓN HEREDITARIA: ADN ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ADN Oswald Avery Colin MacLeod Maclyn McCarty James Watson Francis Crick

15 Qué es el ADN? 2 nanometros (1 milímetro = nanometros) Molécula presente en cada célula viva Dos cadenas forman una doble hélice Contiene las instrucciones para construir distintos componentes de las células Segmentos de ADN que llevan esta información genética: genes

16 El ADN se encuentra en el núcleo de las células, en estructuras llamadas cromosomas El ADN está muy pero muy compactado: Si no lo estuviera, tendría casi 2 metros de largo!

17 La información está contenida en el interior de la molécula

18 Dogma central de la biología molecular ADN ARN Proteína

19 El código genético

20 La molécula de ADN se copia en cada división celular (así se hereda)

21 El ADN puede sufrir cambios (mutaciones) Estas mutaciones son casi siempre pequeñas y se heredan al copiarse el ADN

22 Watson y Crick 1993 Los estudios comparativos de secuencias de ADN constituyen una herramienta poderosa para el estudio de las relaciones evolutivas entre organismos y para su identificación

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24 -Conocemos alrededor de 1.75 millones de especies de seres vivos en la Tierra, sin embargo se estima que en realidad hay 100 millones. De estos la gran mayoría son microorganismos -Alrededor de la mitad del carbono orgánico en la Tierra corresponde a microbios. -La biomasa microbiana es veces mayor que la biomasa humana total en la Tierra. -Menos del 1% de esa vida microbiana puede ser cultivada en laboratorio -El intestino humano contiene casi 100 trillones de organismos microscópicos de 1000 especies diferentes. El 50% del peso de nuestras heces son microbios

25 Cómo ordenamos esta diversidad natural?

26 Carl Woese, 1970

27 Humanos

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29 Siglo XXI Secuenciación del Genoma Humano Nuevas tecnologías de secuenciación 2003 Hoy

30 Iniciativa internacional: códigos de barras de los seres vivos

31 Se estima que nuestro planeta contiene más de 10 millones de especies de plantas y animales Sin embargo, hasta el momento sólo se han nombrado 1,7 millones de ellas

32 Cuál es la dificultad? En la actualidad es muy difícil identificar a las distintas especies Hay muchas especies que se parecen mucho Otras son imposibles de distinguir en algunas de sus etapas de vida Estas dificultades retrasan el descubrimiento de nuevas especies

33 De qué se trata el código de barras de la vida?

34 De dónde se obtiene este código? Mitocondria

35 La mitocondria también contiene ADN

36 Para generar la base de datos se utilizan tanto taxonomía tradicional como datos moleculares

37 Actualmente tienen su código de barras: especies individuos Ejemplo de una iniciativa en Argentina: 500 especies de aves (51%) individuos Museo Argentino de Ciencias Naturales

38 Abril de 2008 Bahía Bustamante, Chubut

39 Ejemplares de Architeuthis spp. con código de barras

40 Ejemplares de distintos cefalópodos con código de barras

41 Los cetáceos constituyen una de las transiciones evolutivas más fascinantes

42 Embriones de delfín Semana 4 Semana 9

43 Primeros 10 millones de años de evolución de los cetáceos

44 Quiénes son sus parientes vivos más cercanos?

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50 Paleontología Teoría de la evolución - hoy ANCESTRO COMÚN Siglo XIX SELECCIÓN NATURAL Siglo XX Siglo XXI MENDELISMO Embriología GENÉTICA DE POBLACIONES TRANSFERENCIA HORIZONTAL Genética EVOLUCIÓN DEL DESARROLLO Ómicas Bioinformática GENÉTICA CUANTITATIVA Paleontología HERENCIA EPIGENÉTICA Historia Natural Biología del Desarrollo

51 Fin