ORIGEN Y EVOLUCION CLULARCEREBRAL
domingo, 14 de agosto de 2011
Origen y evolución celular
La Teoría de la Evolución
La Ilustración científica
El origen químico de la vida
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La utilización del microscopio permitió a los biólogos diferenciar dos tipos de células: las eucarióticas y lasprocarióticas. Entre ambas hay diferencias estructurales muy importantes, pero a pesar de ello, los mecanismosmoleculares básicos que rigen la vida en los dos tipos de células son los mismos, lo que implica que proceden de un antecesor común conocido como LUCA (del inglés, Last Universal Cellular Ancestor).
- El comienzo de la vida
Según los cálculos más modernos, la Tierra se formó hace unos 4500 M.a., y la aparición de la vida ocurrió aproximadamente hace 3800 M.a. La explicación de cómo aparecióresulta especulativa, ya que las condiciones reinantes en la atmósfera primitiva no son exactamente reducibles en un laboratorio. No obstante, se han realizado experiencias para dar una explicación de los distintos pasos ocurridos hasta que surgió la vida; estas experiencias integran la denominada química prebiótica.
En 1922, los bioquímicos A. L. Oparin y J. B. S. Haldane formularonsimultáneamente hipótesis sobre los procesos de evolución química que debieron producirse durante el origen de la vida. Según ellos, las moléculas orgánicas podrían formarse con los gases de la atmósfera (hidrógeno, metano, amoniaco y vapor de agua), que reaccionarían entre sí gracias a la radiación solar. Estas nuevas moléculas orgánicas caerían a los océanos formando lo que llamaron "caldo nutritivo" o"sopa primitiva". Las moléculas se irían asociando entre sí formando unos agregados o coacervados -que serían, en realidad, coloides proteicos-, y se produciría una selección natural en virtud de la cual los coacervados con capacidad de autosíntesis evolucionarían hacia formas más estables y completas.
La hipótesis de Oparin y Haldane fue, en parte, confirmada por el trabajo experimentalde Stanley L. Miller(1930-2007). En los años cincuenta del siglo XX, Miller era un joven químico que trabajaba en la Universidad de Chicago bajo la dirección de H. C. Urey, nobel de química en 1934. Miller demostró en el laboratorio, utilizando un aparato ideado por él, la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas. Para ello, hizo pasar vapor de agua a través de un recipiente decristal que contenía una mezcla de gases semejantes a la existente en la atmósfera primitiva: metano, amoníaco e hidrógeno. Al mismo tiempo, provocó en su interior una descarga eléctrica. El resultado fue la formación de moléculas orgánicas como el ácido aspártico, ácido glutámico, ácido acético, ácido fórmico, urea y aminoácidos como la alanina y la glicina.
- Las primeras células
El siguientepaso evolutivo tendría que ser la formación de macromoléculas. Se demostró que calentando mezclas secas de aminoácidos, estos se polimerizaban y formaban polipéptidos. Sin embargo, para que una macromoléculas pudiera estar implicada en los procesos vitales, tendría que tener capacidad para autorreplicarse, ya que según Geoffrey M. Cooper (1997): "Solamente una macromolécula capaz de dirigir lasíntesis de nuevas copias de sí mismo podría ser capaz de reproducirse y posteriormente evolucionar".
De las macromoléculas conocidas hoy día, solo los ácidos nucleicos son capaces de autoreplicarse. A principios de la década de 1980, Altman y Cech demostraron que el ARN es capaz de catalizar una serie de reacciones, incluida la polimerización de nucleótidos. "El ARN era por tanto, la únicamolécula capaz de servir como molde para catalizar su propia replicación". Este primer ARN enzimático, capaz de autoreplicarse, recibió el nombre de ribozima.
Actualmente, está admitido que el ARN constituyó el primer sistema genético y, por tanto, existió un "mundo de ARN" en el que se debieron dar importantes pasos en la evolución química, basados en la propia replicación de las moléculas de...
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