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Evolucion celular - origen de los sistemas de información



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.


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