GUÍA DE ESTUDIO

Guía de estudio 2º año Instituto Comunicaciones

De las primeras células a las Bacterias y Cianobacterias

Contenidos: Reproducción celular: Mitosis – Origen de la vida: Teoría de Oparin y Haldane- Los experimentos de Miller y Urey- Fagocitosis y Teoría endosimbiótica- Características generales del Reino Monera- Relación entre Bacterias y enfermedades

ACTIVIDAD 1  FECHA ENTREGA:

Observen el video “Mitosis: reproducción celular” (www.biologiasegundocomu.blogspot.com) y realicen las actividades que allí aparecen

ACTIVIDAD 2 FECHA ENTREGA:

Respondan a partir de la lectura del siguiente texto acerca de la Teoría del Origen de la vida de Oparin y Haldane

Hipótesis de Oparin y Haldane sobre el origen de la vida

El hito más importante para el esclarecimiento del origen de la vida se produjo en 1924, cuando el entonces joven bioquímico ruso Alexander Ivanovich Oparin escribió una obra sencilla, El origen de la vida. En ella recogía opiniones anteriores expuestas previamente ante la Sociedad Botánica Rusa, en 1922, y retomaba las ideas darwinianas transmitidas por su ilustre maestro, el botánico K. Timiryazev, quien sí había conocido al eminente naturalista.

Oparin postuló que: si la atmósfera primitiva carecía de oxígeno, se habrían producido reacciones químicas espontáneas en las que se sintetizaron los constituyentes orgánicos o biomoléculas de las primeras células, una clase de heterótrofos simples que se habrían nutrido del caldo primordial del cual emergieron.

Diez años más tarde, el biólogo británico John Burdon Sanderson Haldane llegó a ideas similares a las de Oparin, aunque sin conocer sus escritos que recién se tradujeron en 1938.

A partir de las ideas de Oparin y Haldane, e investigaciones posteriores, se fue consolidando la lista de condiciones que habrían permitido el surgimiento de la vida sobre la Tierra, y se establecieron etapas o fases en el camino de la evolución química a la biológica, aunque el orden exacto está en discusión:

a) una estrella estable (el Sol) y un planeta (la Tierra) formado en condiciones apropiadas (temperaturas promedio adecuadas para la formación de agua líquida);

b) presencia y concentración de átomos necesarios y fundamentales (carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, así como pequeñas cantidades de fósforo, azufre y metales);

c) formación de una atmósfera reductora (sin oxígeno libre) para mantener la estabilidad de las primeras moléculas sencillas;

d) producción de monómeros orgánicos más complejos, pilares fundamentales de las biomoléculas comunes, a los seres vivos (aminoácidos, nucleótidos, ácidos grasos, azúcares);

e) formación de polímeros (proteínas, ácidos nucléicos y polisacáridos) a partir de monómeros;

f) ensamblado de las macromoléculas en agregados organizados, los prebiontes, estructuras no vivas (no celulares) pero con identidad bioquímica;

g) formación de complejos macromoleculares de proteínas con identidad química y cierta diferenciación del ambiente circundante (proteinoides);

h) formación de coacervados, esferas que podían absorber selectivamente materiales del medio externo (antecedente de membrana celular);

i) formación de microesferas o protocélulas rodeadas de una doble membrana, en vez de la película de agua;

j) capacidad de replicación o reproducción, para asegurar la continuidad de las protocélulas (protogenes);

k) diferenciación del prebionte en la primera célula, que actualmente se conoce como ancestro común último o más reciente (LUCA, del inglés Last Universal Common Ancestor)

La Tierra primitiva

La atmósfera inicial carecía de oxígeno libre; todo el oxígeno existente estaba combinado con hidrógeno, metales y elementos químicos. Al no tener oxígeno libre, la atmósfera inicial era reductora y estaba formada por gases como el nitrógeno, el metano, el monóxido de carbono y otros similares.

La ausencia de oxígeno libre en esta atmósfera resultó esencial para impedir la destrucción por oxidación de las moléculas orgánicas recién formadas, pero a la vez, la falta de la capa de ozono permitía el pasaje continuo de radiación UV, letal para los agregados moleculares.

El vapor de agua se formó tanto por la fusión de las rocas volcánicas y las altas temperaturas, como por el aporte de los cometas.

La evidencia suministrada al estudiar ciertos cristales en las rocas más antiguas señala que la interacción entre la roca fundida y el vapor de agua formó los primeros océanos hace, aproximadamente, 4.200 M.A.

Sin embargo, hasta hace 3.900 M.A., estos océanos iniciales se evaporaban y volvían a condensarse, tal vez en numerosas ocasiones, por el bombardeo de meteoritos.

Obviamente estas condiciones extremas impidieron inicialmente la formación de células o de cualquier otro indicio de vida, debido a la esterilización completa del ambiente, como si se tratara de un gigantesco horno, con temperaturas que en ocasiones se acercaban a las de la superficie de Mercurio, por encima de los 500 ºC.

Estas condiciones también crearon un ambiente selectivamente favorable para la formación de organismos hipertermófilos (que toleran temperaturas cercanas o por encima del punto de ebullición), como ocurre con varios representantes del imperio Archaea y el imperio Bacteria (organismos procariotas, es decir, sin núcleo ni membranas internas)

1)      ¿Cómo surgen las primeras células según esta teoría?

2)      ¿Qué características tenía la tierra primitiva?

3)      ¿Cómo eran los primeros seres vivos según esta teoría?

ACTIVIDAD 3 FECHA ENTREGA:

Busquen información acerca de los experimentos realizados por Miller y Urey. ¿En qué consistieron? ¿Qué resultados obtuvieron? ¿Qué aporte realizaron a la Teoría de Oparin y Haldane?

ACTIVIDAD 4 FECHA ENTREGA:

A)     Lean el siguiente  que explica el origen de las células eucariotas a partir de la Teoría Endosimbiótica

·         Subrayen ideas principales

·         Definan los siguientes conceptos a partir del texto: Mitocondrias – Cloroplastos- Fagocitocis- Endosimbiosis

B)      Busquen en el blog los videos FAGOCITOCIS 1 Y 2. Redacten un texto breve en donde expliquen con sus palabras qué pueden observar en los videos.

La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente cloroplastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que después de ser englobados, fagocitados por otro microorganismo habrían establecido una relación endosimbiótica con éste. Se especula con que las mitocondrias provendrían de proteobacterias alfa (por ejemplo, rickettsias) que eran heterótrofas y los cloroplastos de cianobacterias capaces de realizar fotosíntesis, es decir autótrofos.
La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas. También se conoce por el acrónimo inglés SET (Serial Endosymbiosis Theory).
En su libro de 1981, Symbiosis in Cell Evolution, Margulis sostiene que las células eucariotas se originaron como comunidades de entidades que obraban recíprocamente y que terminaron en la fusión de varios organismos. En la actualidad, se acepta que las mitocondrias y los cloroplastos de los eucariontes procedan de la endosimbiosis.

 

ACTIVIDAD 5 FECHA ENTREGA:

Respondan a partir del siguiente texto

REINO MONERA

Los individuos pertenecientes al reino monera son organismos procariotas unicelulares. Están representados a través de las bacterias y de las algas verdes azuladas. A estos organismos se les encuentra como unicelulares pero conformando colonias (en grupos miceliales). Se caracterizan por el hecho de no poseer membranas nucleares, mitocondrias, plástides ni flagelos avanzados. Generalmente, efectúan su alimentación por medio de la absorción pero algunos especimenes son capaces de realizar procesos fotosintéticos o quimiosintéticos. Principalmente, su tipo de reproducción puede ser asexual, por fisión o por yemas. Otra forma de reproducción se da a través de fenómenos protosexuales. Dentro del reino monera, se puede encontrar a los individuos que son inmóviles y a los que tienen la capacidad de desplazarse. Cuando el organismo puede desplazarse lo hace a través del latido de flagelos simples (ya hemos mencionado que carecen de flagelos avanzados) o por deslizamiento Rama Nyxocera (si carecen de flagelos).

Rama Nyxomonera
Esta rama del reino monera agrupa a los individuos sin flagelos, al carecer de estos el único tipo de movilidad que podría darse (es decir, cuando exista) es por deslizamiento.

Filo Cyanophyta
En este grupo del reino monera se ubica a las algas verde azules, las cuales carecen de núcleos definidos, de cloroplastos u otras estructuras celulares especializadas. Son capaces de producir la misma clase de clorofila que poseen las plantas superiores, pero aún así son del tipo de célula más primitivo que existe. Se sobrentiende que, por no por poseer cloroplastos, la clorofila se encuentra distribuida por toda la célula. Por otro lado, estos individuos del reino monera son unicelulares o filamentosos. Otras denominaciones utilizadas son las de cianofitos, cianobacterias o el de bacterias verde azuladas. Las llamadas cianofíceas o algas azules son consideradas la clase más destacada dentro de este filo.

Las algas verde azuladas, pertenecientes al reino monera, pueden ser encontradas en los hábitats más diversos de todo el mundo. En las aguas tropicales poco profundas, las matas de algas pueden llegar a constituirse en unas formaciones curvadas que suelen ser llamadas estromatolitos, cuyos fósiles se han encontrado en rocas formadas durante el precámbrico, hace más de 3.000 millones de años. Al saber esto, podemos entender con claridad el papel esencial e importante que llegaron a desempeñar estos organismos del reino monera al transformar la atmósfera primitiva, la cual era rica en dióxido de carbono y por tanto venenosa para otras formas de vida, en la mezcla oxigenada que existe actualmente.

Filo Myxobacteriae
En este filo se encuentran las bacterias unicelulares o filamentosas deslizantes que forman parte del reino monera.

Rama Mastigomonera
Los individuos de esta rama también pertenecen al reino monera y se movilizan por flagelos simples (y formas de relaciones inmóviles)

Filo Schizophyta (Bacterias):
Pertenecen a este grupo del reino monera los seres vivos de menor tamaño que se conocen; en un espacio de un milímetro lineal caben en fila 200 a 1.000 individuos, es decir podemos estimar su tamaño entre cinco milésima y una milésima de milímetro (de 5 a 1 micras). Se conocen alrededor de 1.600 especies.
Para el estudio de los seres microscópicos se ha adoptado como unidad de medida la micra que equivale a una milésima de milímetro.

Bacterias: La mayor parte de los microorganismos incluidos en este phylum se conocen con el nombre de bacterias; son organismos unicelulares, sin núcleo definido, muy pequeños, 1 a 5 micras de tamaño. Presentan diferentes formas. Pertenecen al reino monera.
a.- De forma redondeada, sin cilias: cocos. Se llaman micrococos si aparecen aislados: diplococos, en número de dos; estafilococos reunidos en racimos, estreptococos agrupados en forma de cadena.
b.- De forma alargada como bastoncitos, muchos con cilias: bacilos.
c.- De forma espiral: rígidos como los espirilos; con espirales flexibles, espiroquetas; cortos, con apenas una espira, vibriones.

Filo Actinomycota
Bacterias ramificadas filamentosa, forman una estructura micelial. Pertenecen al reino monera.

Filo Spirochaetae
Espiroquetas son individuos pertenecientes al reino monera que se mueven por torsión del filamento axial único.

1)      ¿Cuáles son las características generales de los organismos pertenecientes a este Reino?

2)      ¿Qué diferencia los individuos monera móviles de los inmóviles?

3)      ¿Qué características poseen las algas verdeazuladas?

4)      ¿Qué características poseen las bacterias? ¿Qué diferentes bacterias se pueden reconocer?

ACTIVIDAD 6 Bacterias y enfermedades FECHA ENTREGA:

A)     Busquen en el blog las tres noticias propuestas, elijan una y realicen un resumen

B)      Elijan uno de los siguientes temas para investigar y exponer de forma grupal (Grupos de 2 a 4 integrantes)

·         Pasteur, las vacunas  y las bacterias

·         El descubrimiento de la penicilina

·         Bacterias y ETS: Prevención