origen de la vida micro
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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFacultad de Ciencias
BiológicasCurso: Microbiología GeneralDocente: Moreno Mantilla MarioAlumnos: Baca Gonzales Dany Cancino Delgado Ingry Caballero Perez Billy
Del Carpio Ayala Yeraldin Villalobos Barrios Pablo
LAMBAYEQUE-2013
ORIGEN DE LA VIDA La edad se calcula en 4600 millones de años y los vestigios de vida datan de 3800 millones de años El ambiente era reductor , los gases que abundaban eran el Metano (CH4), Nitrógeno (N2), Dióxido de Carbono (CO2) y Amonio (NH4) Para la evolución química de la vida se necesitaban cuatro requerimientos: Ausencia total o casi completa de Oxígeno libre Una fuente de energía Sustancias químicas Tiempo La tierra era un lugar con grandes cantidades de energía y el océano primitivo era una “sopa” de compuestos orgánicos formados por procesos inorgánicos En estas condiciones se sintetizaron las primeras moléculas biológicamente importantes a partir de aquellos gases y por efecto de las fuentes de energía: azucares, aminoácidos, bases púricas y pirimídicas , nucleótidos, ácidos grasos Este período conocido como el de la evolución química puede haber durado 1500 millones de años, casi una tercera parte de la historia de la Tierra
ORIGEN DE LA VIDA
El siguiente paso fue la formación de grandes moléculas por polimerización de las pequeñas moléculas dando lugar a polipéptidos y polinucleótidos
La interacción entre moléculas se incrementó a medida que su concentración aumentaba por la ausencia de oxígeno
Esta acumulación sería el “caldo de cultivo primitivo”, luego estas moléculas se agregaron en una estructura membranosa infinidad de veces hasta que una de las combinaciones dio origen a la vida
En el proceso de evolución química se podrían postular tres etapas: en la primera acumulación de moléculas orgánicas en el mar primitivo, en la segunda formación de conglomerados o complejos de moléculas orgánicas termodinámicamente más estables y en la tercera algunos de los agrupamientos pudieron adquirir una función o la capacidad de resistir a cambios del entorno
Finalmente “aprendieron” a autorreplicarse mediante la formación de algún patrón primitivo
ORIGEN DE LA VIDA
En la mayoría de las rutas abióticas de formación de compuestos orgánicos nitrogenados está el cianuro de hidrógeno
Estas reacciones vienen provocadas por el calor (volcanes), la luz ultravioleta (radiación solar) o las descargas eléctricas (relámpagos)
ORIGEN DE LA VIDA Se puede admitir que las células o estructuras
vivientes pueden haber surgido muchas veces a partir de materia inanimada en diferentes sitios y tiempos pero sólo un determinado linaje sobrevivió y de él descienden todos los organismos ahora presentes en la Tierra
El requerimiento mínimo sería el de que pudiera potencialmente evolucionar hasta una célula completa
El primer organismo fue muy simple pero tenía dos propiedades básicas que caracterizan la vida: podían metabolizar y por lo tanto transformar los nutrientes disponibles y podían autorreplicarse y por lo tanto transferir sus propiedades a su descendencia
Quién tuvo la primacía en el origen de la vida, las proteínas o los ácidos nucleicos?
ORIGEN DE LA VIDAEn las células vivas actuales la información genética se
almacena en el ADN que transcribe su mensaje por medio del ARN que a su vez traduce en una secuencia específica de aminoácidos que se ensamblan en proteínas encargadas de casi todas las funciones vitales
Sólo el ADN y ARN son capaces de autoduplicarse, quién fue el candidato?
ARNAlgunos ARN funcionan como enzimas (ribozimas) y pueden
separar el ARN y sintetizar más moléculas de ARNSegún el modelo del “mundo del ARN” la tierra prebiótcia
dio origen a ARN autoduplicantes que habrían iniciado la síntesis de proteínas
ARN proteína• Cómo llegó el ADN a escena?
ORIGEN DE LA VIDA
Quizás el ARN hizo copias bicatenarias de sí mismo que con el tiempo se trasformaron en ADN que es más estable por su conformación de doble hélice, en tanto que el ARN es más reactivo por ser monocatenario
ADN ARN proteína
En el mundo ADN/ARN/Proteínas el ADN se convirtió en la molécula de almacenamiento de información y el ARN sigue siendo la molécula de transferencia de la información
ADN ARN proteína
ORIGEN DE LA VIDA
Una vez desarrollado un sistema patrón, catalizadores y una membrana envolvente el proceso de la evolución celular es más comprensible
Los primeros heterótrofos anaeróbicos que usaban compuestos orgánicos como fuente de energía y de carbono consumieron los nutrientes del caldo orgánico primitivo
Surgieron entonces las primeras células autotróficas capaces de usar el dióxido de carbono y como resultado de una presión de selección : las primeras células fotosintéticas capaces de usar la luz como fuente de energía
El agotamiento de compuestos orgánicos nitrogenados del caldo primitivo pudo haber conducido al desarrollo de la capacidad de fijar el nitrógeno atmosférico
Las algas cianofíceas fotosintéticas fijadoras de nitrógeno constituyen la culminación de una adaptación metabólica
ORIGEN DE LA VIDAA partir de la síntesis de clorofilas se desarrolló el proceso de fotosíntesis lo que originó una explosión en la evolución de los organismos primitivos ya que se podía usar un fuente inagotable de energía (solar)Los organismos que predominaron en esta etapa fueron los fotótrofos anaerobiosLa fotosíntesis de las cianobacterias produjo grandes cantidades de oxígeno, la atmósfera se transformó en oxidante y los organismos que comenzaron a predominar fueron los aerobiosA partir de este momento la evolución se sucede con mayor velocidad originando las primeras células eucarióticas y luego los organismos multicelulares A partir de la formación del ozono la vida comenzó a desarrollarse en la superficie en donde existían mayor cantidad de ambientes y por lo tanto permitía mayor diversidad biológica
ORIGEN DE LA VIDA
Los primeros organismos primitivos eran termófilos, anaerobios, sin pared celular, sin citocromos, sin flagelos, producían la energía fermentativamente
Debido a su simplicidad y escaso contenido enzimático, requerían que los nutrientes estuvieran preformados al igual que sus factores de crecimiento, lo cual era muy factible por la gran acumulación de sustancias
A medida que se agotaban los nutrientes comenzaron a predominar las cepas que por mutación o selección estaban mejor dotadas enzimáticamente
Se rodearon de pared celular
ORIGEN DE LA VIDA
Las bacterias preceden a las células eucarióticas en la evolución, de acuerdo a las secuencias de aminoácidos de las enzimas respiratorias
Representan un mundo muy antiguo y han podido persistir exitosamente a través de los tiempos debido a su distribución universal y a su gran poder de adaptación
Se han comprobado microfósiles de más de 3000 millones de años
Existen indicios de que hace 2000 millones de años ya se producía reducción desasimilatoria de sulfatos seguramente por bacterias
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
La raíz del árbol representa la posición del antepasado común universal de todas las células Se ha establecido a partir de la secuenciación del RNA ribosómico (rRNA) Los datos apoyan una separación en tres dominios dos de los cuales contienen sólo representantes procarióticos (bacterias, actinomicetos y cianobacterias) y el otro eucariotas que incluyen hongos, protozoos, algas, plantas y células animales
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
El dominio Bacteria incluye todos los procariotes causantes de enfermedades (patógenos) y la mayor parte de las bacterias del suelo, agua, tracto digestivo de animales y otros mediosEl dominio Archaea contiene a anaerobios incapaces de vivir al aire libre y desarrollan en condiciones extremasEl dominio Eukarya incluye las algas, hongos y protozoos y las formas superiores animales y plantas
TAXONOMIA Y RELACIONES ENTRE ORGANISMOS VIVOS
La taxonomía es la ciencia de la clasificación y está constituida por dos subdisciplinas la identificación y la nomenclatura La unidad taxonómica básica es la especie (colección de cepas) y los grupos de especies se reúnen en géneros (colección de especies que comparten propiedades principales que define dicho género) Luego se agrupan en familias que es el taxón superior que se usa de manera rutinaria en estudios taxonómicos de procariotas. A la nomenclatura se le asigna un nombre de género y otro de especie y se usa el sistema binomial de Linneo para designar animales y plantas La publicación oficial de registro de taxonomía es el International Journal of Systematic Bacteriology (IJSB) El Bergey´s Manual es el principal tratado de taxonomía de procariotes.
PANORAMA GENERAL DE LA MICROBIOLOGÍA El estudio de los microorganismos (MO) abarca:El estudio de las células vivas y como funcionanTrata sobre los MO capaces de existir en forma libre y se centra en el estudio de las bacteriasInvestiga acerca de la diversidad microbiana y la evoluciónEstudia lo que los MO hacen en su conjunto en el mundoAyuda a comprender la biología de organismos superiores
El estudio de la Microbiología se aborda como: Ciencia biológica básica: determina la naturaleza de los procesos característicos de la vida y da elementos para comprender algunas de las funciones celulares de animales y plantasCiencia biológica aplicada: se ocupa de muchos problemas prácticas que son importantes en medicina, agricultura e industria.
EL IMPACTO DE LOS MICROORGANISMOS EN LAS ACTIVIDADES HUMANAS
Enfermedades:Diferentes enfermedades causadas por
microorganismos del tipo: bacterias, virus o protozoos
Producción de antibióticos Penicilina: Penicillium chysogenum.
Cefalosporinas: Nocardia lactamduransTienamicinas: Streptomyces cattleyaEpitenamicinas: Streptomyces flavogriseusMonobactamos: Pseudomonas mesoacidophila
Alimentos:Muchas de las cosechas que obtenemos son plantas
pertenecientes a las leguminosas que viven estrechamente asociadas con unas bacterias especiales que forman en sus raíces estructuras llamadas nódulos (fijan nitrógeno atmosférico)
Productos lácteos, como el queso, yogurt
Las bebidas alcohólicas como la cerveza ( levaduras)
Edulcorante artificial aspartamo de refrescos
Uso de levaduras para fabricación de pan
Energía e industria:La mayor parte del gas natural (metano) es un producto de
la acción bacteriana (bacterias metanogénicas)
Procesos microbiológicos industriales que utilizan fuentes carbonadas de desecho de otras industrias, como principales ingredientes o suplemento para sus medios de cultivo a escala industrial ejemplo: licor de maceración del maíz el suero (producto de desecho de la industria lechera)
Producción de antibióticos, enzimas, ácido cítrico, alcohol, aditivos como los aminoácidos etc.
Biorremediación:Utilización de Enterobacter cloaccae en la
degradación de suelos contaminados con compuestos explosivos como el PETN.
Tratamientos de aguas residuales
“Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y
organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de
productos o procesos para usos específicos”
