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.
