EVOLUCIÓN CELULAR
Las formas actuales representan los resultados finales de diferentes caminos
evolutivos a partir de ancestros primitivos. Los seres vivos se
diferencian en cómo obtienen el carbono y la energía para las
reacciones metabólicas; en su dependencia del O2 y su tolerancia a éste;en el tipo de reproducción, sexual o asexual y en su
organización celular.
Para tratar de armar las posibles secuencias
evolutivas que originaron las formas actuales se comparan éstas con las
fósiles, también las estrategias de vida de organismos antiguos y
recientes, y se completa con el registro geológico .
ORIGEN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN
Todas las células vivientes guardan su información
genética en código de tripletes en moléculas de ADN
lineales o circulares. El código es
basicamente universal, aunque hay diferencias en el codón en los
genes mitocondriales. Estos argumentos apoyan el origen
común de todas las formas vivientes. Se ha planteado que en un comienzo pudo existir un sistema basado en ARN para
acopiar información y luego fue sustituído por el ADN
génico. En muchos genomas virales el ARN funciona como guardian
de la información.
Recordemos que los codones para un aminoacido
comparten las dos bases iniciales y se diferencian en la tercera. En la mitad
de los 16 grupos de codones, los cuatro miembros de la familia de codones
especifican el mismo aminoacido (Leu, Val, Ser, Pro, Tre, Ala, Arg y
Gli).
Si el código original fue doblete e indicaba 16 (42)
aminoacidos, pudo ser útil para sintetizar proteínas
simples. Pero una vez fijado como código doblete, su
cambio a untriplete habría modificado la lectura, y por ende
habría cambiado cada una de las proteínas codificadas en el genoma
originario. Es poco probable que una modificación tan drastica
fuera tolerada y mucho que se conservara. De igual modo, podemos descartar el
argumento de que el código original era de cuatro bases y luego se
redujera a tres.
La existencia de dobletes iniciales comunes en los codones y de balanceo en los
anticodones del ARNt sugieren que el primer
código triplete pudo haber usado solamente las dos primeras bases para
codificar un aminoacido, y la tercera quizas fue insignificante
para especificar, pero fundamental por otras causas. Basandonos en su
presencia y proporción en proteínas antiguas y actuales, se puede
deducir que ciertos aminoacidos(Gli, Ser, Asp por ej. ) se hallaban en
los primeros códigos y que otros (Met, Trp) se agregaron mas
tarde.
Hasta ahora hay varias hipótesis pero poca evidencia experimental.
. Evolución química y celular: Mantiene que la vida
apareció, a partir de materia inerte, en un
momento en el que las condiciones de la tierra eran muy distintas a las
actuales y se divide en tres.
Evolución química.
Evolución prebiótica.
Evolución biológica.
Evolución celular
Hoy día se acepta que el antepasado común de todas las
células fue una forma primitiva a la que Carl Woese en 1980 denomino
progenota o protobionte. Esta primera forma primitiva
tendría una estructura muy simple y estaría dotada de mecanismos
genéticos de transcripción y traducción rudimentarios.
Por evolución de esta progenota surgieron tres tipos de células
procariotas:las arqueobacterias, las urcariotas y las
eubacterias (bacterias).
Las primeras células procariotas que surgieron lo
hicieron hace unos 3.500 m.a y eran probablemente, heterótrofas y
anaerobias. Obtenían la energía por
fermentación de las moléculas organicas que
existían en el caldo primitivo. A medida que
aumento la población de estas células heterótrofas, esta
materia fue agotandose.
Esto dio lugar a que algunas células evolucionasen y empezasen a utilizar otro sistema para obtener energía: la
fotosíntesis. La aparición del proceso fotosintético y el
consiguiente desprendimiento de oxígeno como producto residual,
liberó a las células de su dependencia del caldo primitivo y a la
vez inicio una serie de cambios que condujeron a la atmósfera actual.
Una vez que el oxígeno apareció en la atmósfera en
cantidades significativas surgen las primeras células aerobias, que
tienen una gran ventaja evolutiva, no utilizan la fermentación para
obtener energía, sino que usan el oxígeno, mediante un proceso
químico llamado respiración celular que es mucho mas rentable.
Por otro lado la aparición del oxígeno en la atmósfera dio
lugar igualmente a la formación de una capa de ozono, que
permitió filtrar las dañinas radiaciones ultravioletas e hizo
posible que la vida saliese del medio acuatico, iniciandose la
expansión de los seres vivos por el medio aéreo.
Hace entre 2000 –1500 millones de años, se dio un segundo gran
paso en la evolución celular, este fue la aparición de las
células eucariotas; sin este paso, posiblemente no se hubiesen formado
los seres superiores.
Según la teoríaendosimbiótica propuesta por Lynn Margulis,
las células eucariotas se formaron a partir de una primitiva
célula urcariota (procariota) grande que en un momento dado englobo por
fagocitosis a otras célula procariotas mucho mas pequeñas,
estableciéndose entre ellas una relación de simbiosis
(endosimbiosis).
Estas células procariotas fagocitadas serían los precursores de
muchos de los organulos celulares de las células eucariotas tales
como:
mitocondrias (procederían de bacterias aerobias); cloroplastos procederían de bacterias
fotosintéticas), etc. De hecho mitocondrias y cloroplastos son similares
a las bacterias en tamaño y como ellas se reproducen por
división. Pero lo mas importante es que tanto cloroplastos como mitocondrias tienen su
propio ADN bicatenario y circular como
en las bacterias; igualmente poseen ribosomas que son mas parecidos a
los de las bacterias que a los de las células eucariotas.
La incorporación intracelular de estas células procariotas en la
primitiva célula urcariota le proporciono dos características de
las que carecía inicialmente:
-La capacidad de utilizar un metabolismo oxidativo,
con lo cual se convirtió en una célula aerobia.
-La posibilidad de realizar la fotosíntesis, y por lo tanto de ser un organismo autótrofo capaz de utilizar el CO2 para
sintetizar moléculas organicas.
Por otro lado la célula urcariota proporcionaba a las células
procariotas fagocitadas un entorno seguro y alimento.
Por lo tanto la endosimbiosis sería altamente
ventajosa para los organismos implicados y en consecuencia serían
seleccionados en el transcurso de la evolución.