Principios Unificadores en la Biologa

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Principios Unificadores en la Biología

• Armando Valdés Velásquez, Ph.D.
• Sección de Ciencias Ambientales / UPCH
• Unidad de Biología de la Conservación / FCH

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Los organismos vivos
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Que es vida?

• Ciertas características de los organismos vivos
  también se deben encontrar en todos los reinos
• Empezar por las características generales de la
  vida y luego avanzar hacia las de los organismos
  derivados

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Que es vida?

• Buscamos propiedades fijas que se mantengan a lo
  largo de la historia de la vida
• Sin embargo propiedades actuales no son
  necesariamente las mismas que para el origen gt
  EVOLUCION
• Cambio
• Surgen nuevas propiedades! No predecibles!

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Disyuntiva

• Propiedades muy cercanas al origen probablemente
  sean compartidas con formas no vivas -gt
  replicación
• Usar solo propiedades que aparecen y caracterizan
  formas avanzadas probablemente elimine las
  primeras formas de vida

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Que es vida?

• Debe contener en la definición la historia común
  de la vida sobre la tierra
• Descendencia evolutiva común
• Propiedades tan importantes para el mantenimiento
  y el funcionamiento de los organismos vivos que
  persistan a lo largo del árbol de la vida.

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Propiedades generales de los sistemas vivos

• Singularidad química
• Complejidad y organización jerárquica
• Heredabilidad y variabilidad (reproducción)
• Programa genético
• Metabolismo
• Desarrollo
• Interacción con el entorno

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Singularidad química

• Macromoléculas ácidos nucleicos, proteínas,
  carbohidratos y lípidos
• Siguen las leyes químicas, tienen las mismos
  componentes y uniones que el resto de la materia
  --gt
• Estructura organizacional compleja lo que las
  hace únicas --gt estructuras tridimensionales

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• Amino ácidos
• Limitados en número
• Variabilidad alta por estructura tridimensional
  --gt ordenamiento de amino ácidos
• Unidad bioquímica
• Potencial de diversidad

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Complejidad y organización jerárquica

• Macromoléculas - células - organismos -
  poblaciones - especies
• Complejidad y organización dentro de cada uno de
  estos niveles
• Replicación de moléculas y componentes
  sub-celulares sólo dentro de la célula, no en
  forma independiente
• --gt células unidades básicas de los organismos
  vivos!
• Propiedades de un nivel cualquiera no pueden ser
  predichas desde el conocimiento del nivel
  componente!

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Propiedades Emergentes Por nivel organizacional
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La diversidad de propiedades emergentes en todos
los niveles de la jerarquía biológica contribuye
enormemente a la dificultad de darle a la VIDA
una simple descripción o definición
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Heredabilidad y Variabilidad (reproducción)

• La vida no aparece espontáneamente, procede de
  otra vida (biogénesis) a partir del proceso de
  reproducción
• Genes se replican para producir nuevos genes /
  células se dividen / organismos se reproducen
  (sexual o asexualmente) / poblaciones se
  fragmentan / especies se especian
• La reproducción puede o no ocurrir, pero es
  inherente como característica esperada de todos
  estos niveles

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Heredabilidad y Variabilidad (reproducción)

• Heredabilidad la transmisión fiel de las
  características de los padres a la progenie
  (organismo)
• Variabilidad la producción de diferencias entre
  las características de diferentes individuos

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Para pensar

• Si la heredabilidad fuera perfecta, los sistemas
  vivos no cambiarían nunca
• Si la variabilidad no fuera controlada por la
  heredabilidad, los sistemas biológicos carecerían
  de la estabilidad suficiente para persistir en el
  tiempo

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Programa genético

• Información para funcionamiento y desarrollo en
  los ácidos nucleicos (ADN, ARN)
• Código genético correspondencia entre la
  secuencia de pares de base del ADN y la secuencia
  de amino ácidos en las proteínas
• Código genético es universal (bacteria, núcleo
  animal y vegetal) --gt evidencia de un único
  origen de vida

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(No Transcript)
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Metabolismo

• Nutrientes se rompen para obtener la energía
  química y los componentes moleculares para la
  construcción y el mantenimiento de los sistemas
  vivos
• Metabolismo digestión, respiración (producción
  de energía), y síntesis de moléculas y
  estructuras
• Catabólica (destructiva) y Anabólica
  (constructiva)
• Síntesis de macromoléculas y rompimiento de
  enlaces para la recuperación de la energía
  almacenada en ellos

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Desarrollo

• Los cambios característicos que un organismo
  sobrelleva desde su origen (fertilización de un
  huevo por esperma) hasta su forma final adulta
• Conlleva cambios en tamaño y forma y la
  diferenciación de estructuras dentro del
  organismo
• En animales las etapas tempranas de desarrollo
  son más similares entre especies relacionadas que
  las etapas tardías

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Interacción con el entorno

• Factores que afectan la distribución geográfica y
  la abundancia de los organismos
• Los organismos perciben estímulos del entorno y
  responden en formas apropiadas adecuando su
  metabolismo y fisiología --gt irritabilidad
• No es posible aislar la historia evolutiva de un
  linaje de organismos del entorno en el cual
  ocurrió!

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Importante

• La VIDA obedece las leyes físicas
• Todos los seres vivos operan y evolucionan dentro
  de los límites de las leyes básicas de la física
  y la química
• Primera ley de termodinámica la energía no se
  crea ni se destruye, se transforma
• Segunda ley de termodinámica los sistemas
  físicos tienden hacia un estado de mayor desorden
  o entropía --gt calor disipado

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Gracias!