Mapa conceptual y resúmen LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Mapa conceptual
El origen de la célula eucariota y la teoría endosimbiótica son fundamentales para entender la evolución de la vida. La aceptación de esta teoría se basa en evidencias genéticas, aunque existen dudas sobre su papel en la formación del núcleo eucariota. Procesos como la conjugación bacteriana y el factor F sugieren mecanismos alternativos que podrían haber contribuido a la evolución hacia la célula eucariota, marcando un camino hacia la reproducción sexual y el diploidismo.
Resumen
Esquema
Origen y Desarrollo de la Célula Eucariota: Teoría Endosimbiótica
Las células eucariotas, caracterizadas por su complejidad estructural y funcional, surgieron de un proceso evolutivo extenso y multifacético, distinguiéndose notablemente de las células procariotas. Entre las diferencias más significativas se encuentran la reproducción sexual y el diploidismo. La secuencia exacta en la que surgieron las características eucariotas es incierta, y su desarrollo simultáneo sugiere una evolución más compleja de lo que se podría suponer. La teoría endosimbiótica, ampliamente aceptada en la comunidad científica, postula que organelas como los cloroplastos y las mitocondrias de las células eucariotas se originaron a partir de bacterias endosimbióticas. Esta teoría se sustenta en evidencia genética y bioquímica, y se observa que estas organelas mantienen cierta autonomía dentro de la célula, lo que apoya la hipótesis de un origen simbiótico.Debates Actuales sobre la Teoría Endosimbiótica y Alternativas Propuestas
A pesar del consenso general en torno a la teoría endosimbiótica, persisten interrogantes y debates científicos. Investigadores como Christian de Duve han cuestionado si la incorporación de endosimbiontes fue realmente el evento determinante en la evolución de la célula eucariota. Además, el papel de la simbiosis bacteriana en la formación del núcleo eucariota sigue siendo un tema de discusión. Estas incógnitas sugieren que otros procesos evolutivos podrían haber contribuido a la complejidad de la célula eucariota, lo que indica que la historia de su evolución podría ser más intrincada de lo que se creía inicialmente.Procesos de Transferencia Genética en Bacterias y su Relevancia para la Evolución Eucariota
Los procesos de transferencia genética en bacterias, como la conjugación bacteriana, pueden inducir estados transitorios de diploidismo y son fundamentales para entender la evolución hacia la célula eucariota. Durante la conjugación, dos bacterias intercambian material genético, lo que facilita la recombinación de ADN. Aunque la diploidía completa es rara en bacterias, estos eventos de intercambio genético son indicativos de mecanismos que podrían haber influido en la evolución de células eucariotas más complejas.El Papel del Factor Sexual en la Conjugación Bacteriana
El factor sexual, conocido como factor F, juega un papel crucial en la conjugación bacteriana, determinando el comportamiento sexual de las bacterias. Este factor puede estar integrado en el cromosoma bacteriano en las bacterias "Hfr" o existir como un plásmido independiente en las bacterias "F+". Las bacterias "F-" no poseen el factor F y actúan como receptoras durante la conjugación. El factor F se replica y se transfiere a la bacteria receptora, y en el caso de las bacterias "F+", solo se transfiere el factor F, aunque ocasionalmente puede ocurrir la "sexducción", donde se transfiere ADN cromosómico junto con el factor F.Dinámica del Factor F y su Influencia en la Diversidad Genética Bacteriana
La posición del factor F dentro de la bacteria puede variar, lo que afecta la transferencia genética durante la conjugación. Si el factor F se integra en el cromosoma bacteriano, la bacteria se convierte en una "Hfr" y el factor se replica junto con el cromosoma. Si el factor F se excinde y regresa al citoplasma, puede arrastrar consigo porciones del cromosoma bacteriano, formando una variante conocida como "F'". Estas dinámicas del factor F son fundamentales en la conjugación y contribuyen a la diversidad genética entre las bacterias.Transferencia de Genes en Bacterias Hfr y su Impacto en la Evolución Bacteriana
En las bacterias "Hfr", el factor F inicia la conjugación y promueve la transferencia de una secuencia de genes. Sin embargo, la transferencia rara vez es completa debido a la separación prematura de las bacterias, resultando en la transmisión de solo una porción del cromosoma bacteriano. En ciertos casos, una bacteria receptora puede adquirir suficiente material genético para convertirse en una nueva "Hfr", lo que demuestra la capacidad de las bacterias para intercambiar y reorganizar su material genético de manera significativa, un proceso que puede tener implicaciones en la evolución bacteriana.El Factor F como Precursor de la Sexualidad en Bacterias
El factor F es un elemento esencial para la emergencia de procesos sexuales en bacterias. Durante la división celular, el factor F se duplica y se distribuye a las células hijas, generando nuevas bacterias "Hfr". En divisiones sucesivas, solo algunas células retendrán el factor F, dando lugar a una población mixta de células "F-" y "Hfr". Este ciclo, análogo a la meiosis en células eucariotas, puede ser considerado un antecedente de la sexualidad en bacterias y un paso evolutivo significativo hacia estructuras celulares más complejas.
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1. DIFICULTADES EN EL PROCESO DE APARICIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA
DILATADO PERIODO DE TIEMPO
EL LARGO PERIODO DE TIEMPO REFLEJA LAS ENORMES DIFICULTADES DEL PROCESO
DIFERENCIAS CON LA PROCARIOTA
DIPLOIDISMO Y REPRODUCCIÓN SEXUAL
LAS DIFERENCIAS INCLUYEN DIPLOIDISMO Y REPRODUCCIÓN SEXUAL
OTRAS CARACTERÍSTICAS
ADEMÁS, HAY OTRAS CARACTERÍSTICAS DISTINTAS A LA PROCARIOTA
INCERTIDUMBRE SOBRE EL ORDEN DE APARICIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS
NO SE SABE EN QUÉ ORDEN APARECIERON LAS CARACTERÍSTICAS
2. ACEPTACIÓN DE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
DATOS QUE APOYAN LA TEORÍA
SECUENCIAS DE ADN Y RRNA 16S
LAS SECUENCIAS DE ADN Y RRNA 16S SON SIMILARES A LAS DE CIERTAS EUBACTERIAS
COMPORTAMIENTO AUTÁRQUICO DE LAS ESTRUCTURAS
EL ORIGEN EXÓGENO EXPLICARÍA EL COMPORTAMIENTO INDEPENDIENTE DE LAS ESTRUCTURAS
POSIBLE COLABORACIÓN EN LA FORMACIÓN DEL NÚCLEO EUCARIOTA
SE CUESTIONA SI LA ENDOSIMBIOSIS COLABORÓ EN LA FORMACIÓN DEL NÚCLEO EUCARIOTA
3. DUDAS SOBRE LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
FALTA DE EVIDENCIA DE SIMBIOSIS BACTERIANA
NO SE HA PROBADO NINGÚN CASO DE SIMBIOSIS BACTERIANA
POSIBILIDAD DE CONDICIONES FAVORABLES EN LA TIERRA ANTIGUA
NO SE PUEDE DESCARTAR QUE EN LA TIERRA ANTIGUA SE DIERAN CONDICIONES FAVORABLES PARA LA SIMBIOSIS
PREGUNTAS SIN RESPUESTA
DIFERENCIAS EN EL COMPORTAMIENTO DE LOS GAMETOS
SE DESCONOCE POR QUÉ LOS GAMETOS TIENEN UN COMPORTAMIENTO DIFERENTE AL RESTO DE LAS CÉLULAS HAPLOIDES
CAMBIO DE UN FENÓMENO POCO COMÚN A UNO HABITUAL
SE CUESTIONA POR QUÉ UN PROCESO QUE TARDÓ MIL MILLONES DE AÑOS EN APARECER, AHORA ES COMÚN EN LOS GAMETOS
4. OTROS PROCESOS SEXUALES EN LAS BACTERIAS
CONJUGACIÓN
LA CONJUGACIÓN ES UN PROCESO EN EL QUE LAS BACTERIAS TRANSFIEREN GENES Y PUEDEN PRODUCIR ESTADOS TRANSITORIOS DE DIPLOIDISMO
5. COMPORTAMIENTO DETERMINADO POR EL FACTOR SEXUAL
PRESENCIA DEL FACTOR SEXUAL
EL FACTOR SEXUAL DETERMINA EL COMPORTAMIENTO DE LAS BACTERIAS DURANTE LA CONJUGACIÓN
FORMACIÓN DEL FACTOR F
INTEGRADO EN EL GENÓFORO
EL FACTOR F PUEDE ESTAR INTEGRADO EN EL GENÓFORO DE LAS BACTERIAS
LIBRE EN EL CITOPLASMA
EL FACTOR F TAMBIÉN PUEDE ESTAR LIBRE EN EL CITOPLASMA DE LAS BACTERIAS
FUNCIÓN DE LAS BACTERIAS F
LAS BACTERIAS F- SIEMPRE ACTÚAN COMO RECEPTORAS DURANTE LA CONJUGACIÓN
6. TRANSFERENCIA DEL FACTOR F DURANTE LA CONJUGACIÓN
SEPARACIÓN DE CADENAS Y TRANSFERENCIA
DURANTE LA CONJUGACIÓN, EL FACTOR F SE SEPARA DE SUS CADENAS Y SE TRANSFIERE A LA CÉLULA RECEPTORA
TRANSFERENCIA COMPLETA DEL FACTOR F
EN LAS BACTERIAS F+, LA TRANSFERENCIA DEL FACTOR F ES COMPLETA Y LA CÉLULA RECEPTORA SE CONVIERTE EN F+
POSIBILIDAD DE TRANSFERIR OTROS GENES
EN OCASIONES, LA TRANSFERENCIA DEL FACTOR F PUEDE INCLUIR OTROS GENES ADEMÁS DEL FACTOR F
7. VARIACIONES EN LA UBICACIÓN DEL FACTOR F
CAMBIOS EN LA UBICACIÓN DEL FACTOR F
EL FACTOR F PUEDE CAMBIAR DE UBICACIÓN EN EL TIEMPO, PASANDO DE ESTAR LIBRE EN EL PROTOPLASMA A INTEGRARSE EN EL GENÓFORO
FORMACIÓN DE F´
CUANDO EL FACTOR F SE DESPRENDE DEL GENÓFORO, PUEDE ARRASTRAR ALGUNOS GENES DEL ADN BACTERIANO, FORMANDO F´
TRANSFERENCIA DE GENES A TRAVÉS DEL FACTOR F
DURANTE LA CONJUGACIÓN, EL FACTOR F PUEDE TRANSFERIR GENES A LA CÉLULA RECEPTORA
8. FUNCIÓN DEL FACTOR F EN LAS BACTERIAS HFR
ARRASTRE DEL ADN DURANTE LA CONJUGACIÓN
EN LAS BACTERIAS HFR, EL FACTOR F ARRASTRA EL ADN DURANTE LA CONJUGACIÓN, PERO EL PILI SUELE SEPARARSE ANTES DE QUE SE COMPLETE LA TRANSFERENCIA
TRANSFERENCIA DE FRAGMENTOS DE FACTOR F Y ADN BACTERIANO
DEBIDO A LA RUPTURA QUE INICIA LA CONJUGACIÓN, EN LAS BACTERIAS HFR SE TRANSFIEREN FRAGMENTOS DE FACTOR F Y ADN BACTERIANO
ACTIVIDAD DEL FACTOR F EN LA CÉLULA RECEPTORA
PARA EJERCER SU FUNCIÓN, EL FACTOR F NECESITA ESTAR CASI COMPLETO, POR LO QUE LA CÉLULA RECEPTORA SIGUE SIENDO F- DESPUÉS DE LA CONJUGACIÓN
9. INTEGRACIÓN DEL FACTOR F EN EL GENÓFORO
INTEGRACIÓN DEFINITIVA DEL FACTOR F
EN ALGÚN MOMENTO, UNA CÉLULA HFR INTEGRÓ DE FORMA DEFINITIVA EL FACTOR F EN SU GENÓFORO, LO QUE LA HIZO MÁS RESISTENTE
CONJUGACIONES TOTALES Y TRANSFERENCIA COMPLETA DEL FACTOR F
DEBIDO A LA INTEGRACIÓN DEL FACTOR F EN EL GENÓFORO, LAS CONJUGACIONES ERAN TOTALES Y SE TRANSFERÍA EL FACTOR F COMPLETO
FUSIÓN CELULAR ENTRE ARQUEOBACTERIAS Y EUBACTERIAS
HUBO AL MENOS UNA VEZ EN QUE UNA BACTERIA RECEPTORA SE CONVIRTIÓ EN HFR CON DOBLE ADN DESPUÉS DE UNA CONJUGACIÓN ENTRE UNA ARQUEOBACTERIA Y UNA EUBACTERIA
10. IMPORTANCIA DEL FACTOR F EN LA APARICIÓN DEL SEXO
REPRODUCCIÓN ASEXUAL DE LA NUEVA BACTERIA
LA NUEVA BACTERIA SE REPRODUCIRÍA ASEXUALMENTE, DUPLICANDO SU ADN Y REPARTIÉNDOLO EN CÉLULAS HIJAS DIPLOIDES
DESARROLLO DE MECANISMOS DE REGULACIÓN
LA UBICACIÓN DEL FACTOR F EN EL GENÓFORO FACILITARÍA EL DESARROLLO DE MECANISMOS DE REGULACIÓN EN LAS CÉLULAS HIJAS
APARICIÓN DEL SEXO A TRAVÉS DE LA MEIOSIS
DURANTE LA PRIMERA MEIOSIS, EL FACTOR F SE REPLICARÍA Y PASARÍA A LOS DOS NÚCLEOS RESULTANTES, DANDO LUGAR A CUATRO CÉLULAS HAPLOIDES
FORMACIÓN DE CÉLULAS HAPLOIDES F
DOS DE LAS CÉLULAS HIJAS SERÍAN F-, MIENTRAS QUE LAS OTRAS DOS SERÍAN HFR
POSIBILIDAD DE DOBLE CONJUGACIÓN
LAS CÉLULAS HAPLOIDES PODRÍAN PROCEDER A UNA DOBLE CONJUGACIÓN, FORMANDO DOS CÉLULAS DIPLOIDES HFR Y DOS HAPLOIDES HFR
LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
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00
Diferencias entre células eucariotas y procariotas
Las células eucariotas tienen núcleo definido y orgánulos, a diferencia de las procariotas que no los poseen.
01
Significado de diploidismo en células eucariotas
El diploidismo implica que las células eucariotas tienen dos juegos de cromosomas, uno de cada progenitor.
02
La comunidad científica acepta ampliamente la teoría endosimbiótica porque los datos, incluyendo secuencias de ______ y ______, muestran similitudes con ciertas eubacterias.
ADN
rRNA 16S
