Unicelulares. Pluricelulares Tejidos Órganos Sistemas. Poblaciones Comunidades Ecosistemas

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1 NIVELES DE ORGANIZACIÓN Son niveles de distinta complejidad, que presentan una jerarquía de tal forma que cada estrato contiene como componentes a todos los inferiores. Un nivel de organización superior presenta mas complejidad que el anterior NIVEL ABIÓTICO Nivel Atómico Nivel Molecular Partículas elementales Átomos Moléculas Macromoléculas Sistemas Macromoleculares NIVEL BIÓTICO Nivel Celular Células Procariontes Células Eucariontes Nivel Individual Nivel Comunitario Organismos Unicelulares Organismos Unicelulares Organismos Pluricelulares Tejidos Órganos Sistemas Colonias Poblaciones Comunidades Ecosistemas VENTAJAS DE LA COMPLEJIDAD En una estructura dispersa todos sus componentes actúan independientemente y se encuentran en competencia. Una organización mas compleja implica integración cooperación y mayor eficacia con un ahorro de energía. La especialización celular permite un trabajo continuo PRECIO DE LA ORGANIZACIÓN Necesidad de un aporte continuo de energía para mantener y aumentar su grado de organización Bio 2 Origen de la vida.doc 1

2 ORIGEN DE LA VIDA EVOLUCIÓN QUÍMICA Punto de partida : Atmósfera reductora o neutra Fumarolas hidrotermales Colaboración de sustratos minerales vapor de H 2 O, CH 4,CO 2, CO, N 2, NH 4, H 2, SH 2 Altas Temperaturas Alta energía libre (radiaciones) Ausencia de O 3 Síntesis orgánica (Oparin- Miller) Síntesis orgánica en fumarolas hidrotermales Cuando una molécula es sometida a una radiación de alta energía se forman radicales libres con una elevada capacidad de reaccionar Lluvia ácida Aparición Macromoléculas. Selección de determinados isomeros opticos Procesos de polimerización Formación de Macromoléculas autorreplicantes Alta concentración, Procesos de evaporación,colaboración de la materia mineral ( presencia de compuestos arcillosos, materiales porosos, iones..) Aquella macromoléculas que presentarán una buena estabilidad ( p ej. estructura espacial replegada) y una alta capacidad de lectura para la replicación serán mas abundantes Aparición de la herencia genética Vinculo Acido nucleico - proteína Punto de LLEGADA : APARICIÓN DEL PROGENOTE Podemos definir la VIDA como una propiedad más de la materia, que se manifiesta cuando las estructuras moleculares alcanzan un grado de complejidad tal que puede tomar energia del exterior y autoperpetuarse como individuos y como especie La vida es un fenómeno sinergico El arquitecto norteamericano Buckminster Fuller utilizó la palabra SINERGIA para describir entidades que se comportan como algo mas que la suma de sus partes Bio 2 Origen de la vida.doc 2

3 SERES VIVOS Sistema en equilibrio en el que existe una coordinación de todas las reacciones químicas, que en él tienen lugar (metabolismo), logrando una autoconservación como individuo y una conservación como especie. MANIFESTACIONES VITALES: AUTOCONSERVACIÓN COMO INDIVIDUOS: Capacidad de renovación de su materia: nutrición y metabolismo Capacidad de respuesta ante un estímulo CONSERVACIÓN COMO ESPECIE: Capacidad reproductora EVOLUCIÓN CELULAR PROCARIONTE ANCESTRAL (en ambiente anaerobio QuimioHeterótrofo. Procesos de Fermentación Quimioautótrofo Fotoautótrofo Fotoautótrofo Oxigénico Aumento de la Presión de O 2 PROCARIONTES MAS EVOLUCIONADOS (en ambiente aerobio QuimioHeterótrofos. Procesos de Respiración Celular (uso del Oxigeno) CÉLULAS EUCARIOTES Membrana flexible: endo y exocitosis Citoesqueleto Digestión intracelular Sistemas de membranas. Membrana nuclear Endosimbiosis ORGANISMOS PLURICELULARES proceso sinérgico Especialización en el trabajo Bio 2 Origen de la vida.doc 3

4 CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS Organismos Acelulares: VIRUS MÓNERA (procariontes) PROTOCTISTA unicelulares o multicelulares) HONGO unicelulares o multicelulares) METAFITA pluricelulares) METAZOO pluricelulares) BACTERIAS PROTOZOOS ALGAS Hongos y levaduras VEGETALES ANIMALES Bio 2 Origen de la vida.doc 4

5 LA EVOLUCIÓN DE LAS CÉLULAS 1 Las investigaciones biológicas presentan 2 temas principales: 1. Como contribuyen las moléculas de las células al funcionamiento celular, como se organizan las células en organismos y como los organismos crecen y forman las poblaciones naturales 2. Como surgió la vida y como ha evolucionado hasta las formas actuales El axioma central de la evolución clásica es que los organismos complejos pluricelulares ha debido evolucionar de organismos mas simples En los años se comprendió que todas las células tienen sistemas moleculares similares Oparin y Haldane proponen entonces la posibilidad de la síntesis prebiótica Las reacciones clave de la biología molecular ( capacidad codificadora y de replicación de los ac. Nucleicos, capacidad de traducción del código genético en proteínas) deben haber surgido antes que la primera célula. Hasta los años 70 parecía evidente que la célula eucariótica había evolucionado de la procariótica. Las técnicas de secuenciación del ADN han revolucionado esta idea. Existen al menos tres linajes igualmente primitivos de células y no hay precursores directos de procariotas en el ADN de los eucariotas. El ADN de los cloroplastos y de las mitocondrias corresponden con el de procariotas primitivos fusionados con el precursor de los eucariotas: Hipótesis endosimbiótica. Un nuevo giro producido por la moderna biología molecular y celular es la hipótesis de que los procariontes actuales son células muy evolucionadas donde la evolución ha trabajado transfomandolas en células mas flexibles y eficientes. SINTESIS PREBIÓTICA Cuando la Tierra se formó y se enfrió, los gases escaparon por grietas de la corteza y crearon la atmósfera. Hace una década se tenía la clara convicción de que la atmósfera era reductora, actualmente se opina que la atmósfera era casi neutra. Las fuentes energéticas mas significativas fueron la radiación solar y descargas eléctricas Además las erupciones volcánicas liberaron gases calientes y cenizas y las grietas de los fondos de los océanos produjeron manantiales sobrecalentados En profundas grietas oceánicas se podrían situar lugares de síntesis de moléculas orgánicas. En estas regiones existe S, P, catalizadores minerales, amoniaco, metano.. Tendria relació con la experiencia de Miller. Condiciones distintas también pueden provocar sintesis biótica A partir de compuestos prebióticos simples más luz ultravioleta se produce sintesis organica. En el interior de meteoritos se han encontrado moléculas orgánicas. FORMACIÓN DE POLIMEROS Posiblemente el ARN precedió al ADN y por tanto sería el 1º polímero El ARN es el cebador para la duplicación del ADN. Los ribonucleótidos son los precursores de los desoxinucleótidos. La transcriptasa inversa se encuentra en muchas células eucarióticas y bacterianas. Cómo se dio la relación entre el ARN y los péptidos? El código genético pudo aparecer por etapas. Todos los áá más hidrofóbicos tienen uracilo como base central y los más hidrofílicos tienen adenina. Una teoría de la evolución detallada que quiera explicar como se desarrollaron las interacciones primitivas entre oligonucleótidos y oligopéptidos esta más allá de los límites del conocimiento actual. 1 DARNELL,J.; LODISH,H.; BALTIMORE,D.: Biología celular y molecular. Ed. Omega. Barcelona Cap 26: Evolución de las células Bio 2 Origen de la vida.doc 5

6 Los pasos que siguieron las interacciones ARN ARN comprenden: El anticodón es reconocido por el apareamiento de bases Cada t-arn adquiere una identidad que le permite ser reconocido por un determinado tipo de áá El t-arn se asocia con los ribosomas Los estudios sobre química precelular se orientan hacia el ARN. Recientemente se han descubierto reacciones mediadas por ARN: autosplicing que informan o dan luz sobre el comportamiento genético primitivo Ribozimas: ARN asociado a proteinas con actividad catalítica. Parece que estos casos la proteina protege al ARN pero no tiene actividad catalítica Correción del ARN (ARN editing) Paso de ARN a ADN. La transcriptasa inversa inicialmente encontrada en virus oncogénicos sería el procedimiento de transferencia de información del ARN a ADN más estable. Actualmente se sabe que la transcriptasa inversa está presente de modo amplio en la naturaleza (levaruras, bacterias, mitocondrias) Bio 2 Origen de la vida.doc 6

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