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tema 2 microbiología, Apuntes de Microbiología

Información sobre el origen de la vida en la Tierra y los microorganismos como células. Se mencionan las teorías científicas sobre el origen de la vida, la teoría de Oparin, el experimento de Miller y la clasificación de los microorganismos. También se habla sobre la estructura celular y los modelos de organización celular.

Tipo: Apuntes

2019/2020

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TEMA 2. LOS MICROORGANISMOS COMO CÉLULAS
Los microorganismos en la escala biológica
Estructura celular
Modelos de organización celular
EL ORIGEN DE LA VIDA
Hace 13000 m.a se originó el Universo
Hace 4600 m.a. se originaron el Sistema Solar y La Tierra.
Hace unos 3800 m.a. se consolidó la corteza sólida de la Tierra y se formaron la atmósfera, los
océanos y mares.
Hace 3600-500 m.a. se originó la vida sobre la Tierra. Se sabe gracias a los fósiles de
organismos procariotas en rocas con esa antigüedad. Los seres primitivos que existían eran
similares a las bacterias más primitivas actuales. Durante estos millones de años la vida se ha
desarrollado ocupando todo el planeta y diversificándose en muchos grupos y especies.
Existen muchas teorías científicas sobre el origen de la vida sobre la Tierra que se pueden
resumir en dos:
El planeta se originó por generación espontánea a partir de materia inanimada (Teoría
del origen abiótico de los seres vivos)
El origen se encuentra en otro cuerpo celeste, que llegó a través de cometas,
esteroides, etc. (Teoría de la panspermia).
¿El origen de la vida por generación espontánea?
En 1668 el médico italiano Francesco Redi refutó la hipótesis de los gusanos a partir de
la carne.
A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur en Francia refutó la idea del caldo que se
transforma en microorganismos.
Pero… como dijo el bioquímico Stanley Miller: “Pasteur nunca probó que no ocurrió
alguna vez; solo demostró que no sucede todo el tiempo”.
Los experimentos de Redi y de Pasteur parecieron demostrar que la generación espontánea no
era posible y que la vida no se pudo originar por generación espontánea.
Ahora bien, en el siglo XX, un científico ruso, Oparín, retomó las ideas de la generación
espontánea y planteó una “teoría sobre el origen abiótico de los seres vivos”
Hoy se piensa que, efectivamente, la generación espontánea no es posible en la actualidad
pero que hace más de 3600 m.a se dieron unas condiciones que la hicieran posible.
TEORÍA DE OPARIN
Las hipótesis más acertadas afirman que la vida se generó hace millones de años, de forma
espontánea gracias a las particulares condiciones que hubo en la primera etapa de la historia
de la tierra.
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TEMA 2. LOS MICROORGANISMOS COMO CÉLULAS

  • Los microorganismos en la escala biológica
  • Estructura celular
  • Modelos de organización celular EL ORIGEN DE LA VIDA Hace 13000 m.a se originó el Universo Hace 4600 m.a. se originaron el Sistema Solar y La Tierra. Hace unos 3800 m.a. se consolidó la corteza sólida de la Tierra y se formaron la atmósfera, los océanos y mares. Hace 3600-500 m.a. se originó la vida sobre la Tierra. Se sabe gracias a los fósiles de organismos procariotas en rocas con esa antigüedad. Los seres primitivos que existían eran similares a las bacterias más primitivas actuales. Durante estos millones de años la vida se ha desarrollado ocupando todo el planeta y diversificándose en muchos grupos y especies. Existen muchas teorías científicas sobre el origen de la vida sobre la Tierra que se pueden resumir en dos:  El planeta se originó por generación espontánea a partir de materia inanimada (Teoría del origen abiótico de los seres vivos)  El origen se encuentra en otro cuerpo celeste, que llegó a través de cometas, esteroides, etc. (Teoría de la panspermia). ¿El origen de la vida por generación espontánea?  En 1668 el médico italiano Francesco Redi refutó la hipótesis de los gusanos a partir de la carne.  A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur en Francia refutó la idea del caldo que se transforma en microorganismos.  Pero… como dijo el bioquímico Stanley Miller: “Pasteur nunca probó que no ocurrió alguna vez; solo demostró que no sucede todo el tiempo”. Los experimentos de Redi y de Pasteur parecieron demostrar que la generación espontánea no era posible y que la vida no se pudo originar por generación espontánea. Ahora bien, en el siglo XX, un científico ruso, Oparín, retomó las ideas de la generación espontánea y planteó una “teoría sobre el origen abiótico de los seres vivos” Hoy se piensa que, efectivamente, la generación espontánea no es posible en la actualidad pero que hace más de 3600 m.a se dieron unas condiciones que la hicieran posible. TEORÍA DE OPARIN Las hipótesis más acertadas afirman que la vida se generó hace millones de años, de forma espontánea gracias a las particulares condiciones que hubo en la primera etapa de la historia de la tierra.

El bioquímico ruso Aleksandr Oparin y el genetista británico John B.S. Haldane propusieron que la vida se originó en la tierra como resultado de la asociacion de moléculas inorgánicas sencillas. En 1920 y 1930, Oparin y Haldane en Inglaterra advirtieron que la atmósfera rica en oxígeno no habría permitido la formación espontánea de las complejas moléculas orgánicas necesarias para la vida. Especularon que quizá la atmósfera de la Tierra joven contenía muy poco oxígeno y era rica en hidrógeno, y que así, la vida pudo haber surgido mediante reacciones químicas ordinarias.  EL PUNTO DE PARTIDA HACE 3800 M.A. : La atmósfera primitiva, que era reductora y anaerobia, estaba formada por metano , amoniaco, hidrógeno y vapor de agua. No obstante en estas sustancias estaban los principales bioelementos que forman la materia viva (Carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno).  FORMACIÓN DE BIOMOLÉCULAS: Las radiaciones solares y las descargas eléctricas proporcionaron la energía suficiente para que los componentes de la atmósfera reaccionases y se formasen las biomoléculas, compuestos orgánicos sencillos como los que ahora forman los principales compuestos de los seres vivos.  QUÉ BIOMOLÉCULAS FUERON: Se formaron así azúcares, grasas simples, aminoácidos y otras moléculas sencillas que reaccionaron entre si para dar lugar a moléculas más complejas.  FORMACIÓN DEL CALDO PRIMITIVO: Según Oparín, los compuestos orgánicos que se formaron en la atmósfera fueron arrastrados hacia los mares por las lluvias y allí, a lo largo de millones de años, se concentraron formando una disolución espesa de agua y moléculas orgánicas e inorgánicas que él llamo “caldo primitivo”.  LOS PRECURSORES DE LAS BACTERIAS: En este “caldo primitivo” algunas moléculas formaron membranas, originándose unas estructuras esféricas llamadas coacervados. Algunos coacervados pudieron concentrar en su interior enzimas con las que fabricar sus propias moléculas y obtener energía. Por último, algunos pudieron adquirir su propio material genético y así la capacidad de replicarse, formándose así los primitivos procariotas. EXPERIMENTO DE MILLER (CONFIRMACIÓN DE LA TEORÍA DE OPARÍN): En 1953, Stanley Miller llevó a cabo una serie de experimentos en el laboratorio de H.C. Urey, que fueron publicados ese año en Science. Miller y Urey presumieron, de acuerdo con Oparin y Haldane, que la atmósfera terrestre primitiva estaba compuesta principalmente de NH3, H2O, CH4 y H2.

 Divididos en metazoos, protozoos y bacterias.  Haeckel (S. XIX) Evolucionista pero no Darwinista, más bien Lamarckiano. Afirma que la Selección Natural no es la principal fuerza evolutiva y propone una nueva categoría de organismos: PROTISTA, buscando organismos primitivos.  Whittaker (1969) Inspiró el esquema endosimbiótico de Lynn Margulis. Y fue el primero en proponer el esquema de clasificación de los 5 reinos (1969: Procariotas : célula con ADN libre en el citoplasma, no hay núcleo celular diferenciado.  Reino Monera Eucariotas : célula con ADN confinado a un núcleo celular diferenciado.  Protista  Fungi  Plantae  Animalia Criterios : La morfología y bioquímica de los organismos, no pretende hacer hipótesis evolutivas, aspectos biológicos (no incluye análisis moleculares).  Woese (1990) Primera filogenia que sustenta una clasificación natural de los organismos. Propuso el sistema de tres dominios:

Procariotas

Bacterias

Archaea

Eucariotas

Eukarya

Criterios : Moleculares, implica relaciones evolutivas. Eligió el ARN porque es una molécula universal, es conservad ay variable lo que permite hacer evaluaciones sistemáticas a diferentes niveles jerárquicos.  Margulis (1992) Desarrolla la Teoría endosimbiótica y refina la clasificación de los 5 reinos de Whittaker dando implicaciones evolutivas. Criterios : Integra criterios moleculares, pretende implicaciones evolutivas y por ello incluye a las algas en los protoctistas. Forma el grupo de los protoctistas por exclusión:  Reino Prokaryotae o Monera  Subreino: Archaebacteria  Subreino: Eubacteria  Reino Protoctista (definido por exclusión de otros grupos)  Reino PlantaeReino FungiReino Animalia PROBLEMA PARA CLASIFICAR A LOS MICROORGANISMOS: Aunque siempre se han tenido en cuenta en las clasificaciones, durante siglos no se conocía su existencia, se conocían pocas diferencias fenotípicas obvias, durante mucho tiempo la clasificación se basó en propiedades asociadas a su utilidad o efecto en los humanos y es difícil definir los grupos naturales (especies). Por eso son útiles las biomoléculas. Especie biológica: comunidad de individuos real o potencialmente interfecundos. ARBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL: Existió un antepasado común. La evolución llevó por dos caminos: Bacteria y Eucaria-Archea.

Tamaño Estruct.nuclear ADN Orgánulos mb Pared celular Movimiento

PROCARIOTA

Pequeño (0,5-2 μm) No membrana nuclear Molécula sencilla. No cromosomas No Peptidoglucano Flagelos submicroscópicos, estructura sencilla

EUCARIOTA

Mayor (2-200 μm) Verdadero núcleo Varios cromosomas Mitocondrias, cloroplastos, etc Químicamente diferente Flagelos o cilios microscópicos, complejos.