LYNN MARGULIS Y LA TEORÍA ENDOSIMBIÓNTICA
(1938/03/05 - 2011/11/22)
TEORÍA ENDOSIMBIÓNTICA
Schimper, Merezhkovsky y Portier (final del siglo XIX y principios del XX)
a) Relacionaron la capacidad fotosintética de las plantas con las cianobacterias
b) Propusieron el origen simbiótico de los cloroplastos y los eucariontas
Lynn Margulis
Propone y defiende el hecho de que algunos orgánulos de las células eucarióntas proceden
de células procarióntas primitivas que habrían estado en endosimbiosis con las primeras.
Teoría endosimbiotica o de la endosimbiosis seriada
Sagan L. (1967). On the origin of mitosing cells. J Theor Biol. 14:225–274.
olvidados
LYNN MARGULIS Y LA TEORÍA ENDOSIMBIÓNTICA
Propone simbiosis sucesivas hasta la aparición de células eucariontes, tal como las conocemos en la actualidad
1er Eucarionte
con mitocondria y
cloroplastos
(Plantas)
Azufre + Calor
Ciano
Núcleo
bacteria
Materia
Mitocondría
inorgánica
3ª endosimbiosis
1er eucarionte
Con membrana
Nuclear (ancestro de
Todos los pluricelulares
1er Eucarionte
con mitocondria
(Hongos y animales)
Azufre + Calor
1ª endosimbiosis
Espiroqueta
Anaerobio
Azufre + Calor
Núcleo
aerobio
2ª endosimbiosis
Materia
Orgánica
EVIDENCIAS A FAVOR DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Bacterias, cloroplastos y mitocondria comparten:
a) Tamaño similar de las mitocondrias y algunas bacterias
b) Las mitocondrias presentan crestas comparables a los mesosomas
c) El parecido entre los ADNs
d) Presentan una membrana plasmática que permite la fagocitosis
e) La síntesis proteica es autónoma del núcleo celular
f) Los ribosomas de las mitocondrias y de los cloroplastos al igual que los bacterianos son 70S
g) En las mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en
las membranas, al igual que ocurre en las bacterias.
h) Las mitocondrias y los cloroplastos tienen autonomía en la célula pudiendo
dividirse y formar orgánulos hijos.
ARGUMENTOS EN CONTRA DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓNTICA
Invaginaciones de la membrana darían origen a la membrana nuclear
Las mitocondrias y los cloroplastos poseen regiones de ADN exclusivas de las células eucariontas
Ni los cloroplastos ni las mitocondrias pueden vivir independientemente.
Las células eucariontas no pueden vivir sin dichos orgánulos
LYNN MARGULIS Y LA HIPÓTESIS DE GAIA
Anaxímenes y Tales de Mileto: Proponen que algunos objetos inanimados podrían estar vivos
Pitágoras propone que la tierra podría ser un ser vivo, integro e inteligente
James Hutton (1785) propone que la tierra es un ¨superorganismo¨
James Lovelock (1979) propone de manera formal la hipótesis de ¨GAIA¨
Gaia= entidad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un
sistema retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en el planeta
Comportamiento homeostático y hace que la propia Tierra actúe como un regulador
Lynn Margulis apoyó dicha hipótesis y también contribuyó a su desarrollo
LYNN MARGULIS Y LA HIPÓTESIS DE GAIA
La hipótesis GAIA implica la existencia de un sistema de control global de la temperatura, la composición
atmosférica y la salinidad oceánica.
ARGUMENTOS A FAVOR DE LA HIPÓTESIS GAIA
La temperatura de la superficie de la Tierra ha permanecido constante e idónea para el desarrollo de la vida, no
obstante el incremento en la energía aportada por el Sol.
La composición atmosférica permanece constante, aunque debería ser inestable. Comparando con otros
planetas, la atmósfera debería estar constituida en un 99% por CO2 sin oxígeno ni nitrógeno (78% nitrógeno, 21%
oxígeno, 0.03% de CO2).
La salinidad del océano permanece constante, en un equilibrio entre disolución, aporte de los ríos,
evaporación, precipitación y, en general, entre los procesos que la aumentan y los que la disminuyen, de
forma que la concentración de sal sea compatible con la vida.
ARBOL FILOGENÉTICO DE LA PERSPECTIVA ACTUAL DE
LA TOPOLOGIA DE LA VIDA Y DE LOS EUCARIONTES
Devos et al., (2014). Evolution of the nucleus. Curr. Opin. Cell Biol. 28: 8-15.
ORIGEN DEL NÚCLEO Y DEL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
1) La envoltura nuclear evolucionó
A partir de invaginaciones del RE y de
Revestimiento vesicular en un procarionte
2) El núcleo se originó de un simbionte
Procarionte (una arquea) en una eubacteria
Mereschkowsky
3) Un origen autógeno. Síntesis de un
nuevo sistema de membrana en el
hospedero que incluía la envoltura
nuclear (englobando una arquea),
después de que se había adquirido la
mitocondria. Cavalier-Smith
Devos et al., (2014). Evolution of the nucleus. Curr. Opin. Cell Biol. 28: 8-15.
CARACTERÍSTICAS COMPARTIDAS ENTRE LAS
CÉLULAS EUCARIONTES Y PROCARIONTES
Devos et al., (2014). Evolution of the nucleus. Curr. Opin. Cell Biol. 28: 8-15.
El origen del núcleo
Martín et al., (2017). Endosymbiotic
theories for eukaryotic origin
EL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
RE= Sistema continuo de membranas formando una
estructura parecida a sacos aplanados. Localización
En citosol.
Origen endosimbionte
El mayor sistema de membranas de las células
Eucariontas
2 tipos de RE= RER y REL
RE= Cumple múltiples funciones celulares
RER= Plegamiento, transporte y modificación de
proteínas
Localización citosólica
REL= Síntesis de lípidos, fosfolípidos, hormonas
Esteroidales, destoxificación de drogas en hígado,
Regulación de la concentración de Ca2+ en
sarcoplasma.
TEORIA CELULAR
1) Las células son las unidades fundamentales de la vida. Pueden realizar todos
Los procesos bioquímicos que soportan la vida.
2) Todas las células se originan a partir de células preexistentes.
a) Información propia para su reproducción.
b) No hay formación de nuevas clases de células ni generación espontánea.
3) Grupos de células pueden organizarse y especializarse para funcionar como
organismos multicelulares. Formas celulares especializadas para realizar los
subprocesos del organismo multicelular.
4) Todos los organismos están constituidos por células.
CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA CÉLULAR PROCARIONTA
1) Tamaño de hasta 10 um
2) Nucleoide
3) ADN circular y de doble hebra, desnudo
4) La mayoría con pared celular excepto los micoplasmas
5) Pared celular compuesta de péptidoglicanos (Mureina)
6) Formas diversas (cocos, bacilos, espirales, bastones, etc)
7) Unicelulares pero pueden formar colonias
8) Sin nucléolos
9) Estructura ¨sencilla¨
10 ) Tilacoides como estructuras membranosas
en cianobacterias
CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA CÉLULAR EUCARIONTA
1) Tamaño de 10 a 100 um
2) Núcleo delimitado por una membrana
3) ADN helicoidal de cadena doble y empaquetado
Formando cromosomas
4) Células animales sin pared celular, células vegetales y
fúngicas con pared celular
5) Pared celular vegetal basada en celulosa y la fúngica en
quitina
6) Formas típicas de protista, hongo, planta, animal.
7) pueden ser unicelulares o pluricelulares
8) Con uno o más nucléolos
9) Estructura ¨compleja¨
10) Sistema membranoso con RE, Golgi, vacuolas,
lisosomas, peroxisomas y cloroplastos (solo vegetales).
CARACTERÍSTICAS DE UNA CÉLULA VEGETAL
1) Forma ligeramente hexagonal
2) Vacuola prominente como almacén de agua y desechos
3) Cloroplastos
4) Centriolos ausentes
5) Núcleo y orgánulos en la periferia celular
CARACTERÍSTICAS DE UNA CÉLULA ANIMAL
1) Forma esférica
2) Sin vacuola y posee poros para el intercambio de
nutrientes y desechos.
3) No poseen cloroplastos
4) Con centriolos por lo que pueden presentar flagelos
5) Núcleo central
APORTACIONES HISTÓRICAS EN EL ESTUDIO DE LA CÉLULA
1) El microscopio
Anton van Leeuwenhoek (1673).
Bacterias, protozoos, espermatozoides
Robert Hooke (1665). Libro con 50 laminillas
Observa la corteza del corcho y describe a
Los arreglos celulares (¨celdas vacias¨). Menciona
Por primera vez el término ¨célula¨
APORTACIONES HISTÓRICAS EN EL ESTUDIO DE LA CÉLULA
Louis pasteur (1961). Introduce los términos de aerobio y anaerobio. Levadura
creciendo con azúcar con y sin oxígeno.
Tomas H. Huxley (1870). Define por primera vez el término de biogénesis y abiogénesis
Ferdinand J. Cohn (1872). Publica la primera clasificación de las bacterias ¨Bacillus¨
Contribuye a la fundación de la microbiología.
Robert Cock (1876). Publica sus hallazgos con la bacteria del Antrax.
APORTACIONES HISTÓRICAS EN EL ESTUDIO DE LA CÉLULA
John Tyndall (1877). Publica un método para la esterilización fraccionada y esclarece la presencia de
Organismos termorresistentes
Joseph Lister (1878). Publica su trabajo acerca de la fermentación láctica de la leche.
Describe el aislamiento por primera vez el aislamiento de una bacteria pura, ¨Bacterium lactis¨
Albert Neisser (1879). Describe y aísla la bacteria Neisseria gonorrhoae
Louis pasteur (1985). Realiza la primera inmunización contra la rabia. (Virus)
Kitasato (1889). Obtiene el primer cultivo puro de un patógeno anaerobio estricto. Clostridium tetani
APORTACIONES HISTÓRICAS EN EL ESTUDIO DE LA CÉLULA
Walter Reed (1900). Demuestra que la fiebre amarilla es causada por un virus
Transmitido por un mosquito como vector.
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