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Repaso de Biología Examen #1 Marimar de la Cruz BIOL3052-040 Evolución:

• Evolución: Cambios Genéticos que ocurren en una población de organismos con el transcurso del tiempo. Proceso por el cual una población de organismos sufre cambios en la frecuencia de genes (pool genético) gradualmente.

• Población: grupo de organismos de una misma especie que se encuentran en un sitio dado.

• Organismos de una misma especie son organismos que se pueden reproducir entre si (en condiciones naturales).

• La evolución une todas las áreas de la ciencia.

• Todo organismo que existe en la actualidad surgió de la evolución de un ancestro. • 1831-1836 viajo Darwin en el barco “Beagle”.

• 1859- Darwin publico el libro El Origen de las Especies (antes de los descubrimientos de Mendell sobre la genética).

• Darwin y Wallace tuvieron las mismas observaciones sobre la evolución.

• La teoría de la evolución de Darwin surge de sus observaciones acerca de los pinzones en las islas de los Galápagos.

• La Evolución ocurre por la selección natural de los organismos mas adaptados: o Sobrevive el mas apto.

o Se basa en cuatro observaciones (recopiladas por cinco años):

 Variación: Existe una variación genética la cual favorece a una variación en las características físicas de los diferentes organismos.

 Sobreproducción: todas las poblaciones tienden a crecer.  Competencia: organismos compiten por los mismos recursos

 Reproducción: Hijos con las características mas favorables sobreviven y se reproducen. o Selección Natural resuelta en adaptación: modificaciones que aumentan sus probabilidades

de sobrevivir y reproducirse.

o En las poblaciones geográficamente separadas se acumulan suficientes cambios con el tiempo y se producen nuevas especies.

o Evidencia de Evolución:

 Fósiles: reliquias o impresiones de organismos del pasado preservados en piedra. a. Paleontología: estudio de los fósiles.

b. Tipos de Fósiles:

o Petrificación: se reemplaza el organismo por minerales. o Impresión: se endurece el material con huellas imprentas. o Preservación: se conserva el cuerpo del organismo. c. La evidencia directa de la evolución viene de fósiles.  Anatomía Comparada:

a. Órganos Homólogos: estructura similar por ser de un mismo descendiente

aunque tengan función diferente. Se parecen porque tienen un origen evolutivo común.

o Ejemplo: Ala de Ave, Ala de Murciélago, Brazo del Humano.

o Mientras mas estructuras homologas haya entre dos organismo mas cercanos están evolutivamente.

b. Órganos Análogos: estructuras diferentes pero con la misma función. Estructuras de ancestros diferentes pero que pertenecen a organismos que se han tenido que adaptar a un mismo ambiente.

o Ocurre por la presión ambiental.

o Ejemplo: Pulmón Mamíferos, Traquea de los insectos

o Ejemplo: Alas de las Aves (hueso), Alas de los insectos (Tórax)

c. Órganos Vestigiales: estructuras remanentes no funcionales, indica que estos organismos evolucionaron de un ancestro que si utilizaba la estructura.  Embriología: embriones que se parecen.

• Mayor parecido entre los embriones de diferentes organismos que el parecido que hay entre los mismos organismos en forma adulta.

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Taxa Taxa

A B C

• Todos los vertebrados tienen hendiduras en embrión que desarrollan en órganos homólogos con diferente función en los organismos adultos(agallas en peces, tubo Eustaquio en humanos)

 Biogeografía: organismos de áreas especificas.

• Estudio distribución geográfica de especies de plantas y animales. o La distribución geográfica de organismos afecta su evolución. o Áreas separadas por largo tiempo tienen flora y fauna especifica

(organismos que solo evolucionaron ahí y por ende son únicos de ahí). o Cada especie se origino una vez, y se distribuyo hasta encontrar una

barrera

o Especies se parecen mas a especies del mismo área que a otras mas lejanas.

o “Continental Drift”: La separación de tierras ha sido importante para la evolución.

 Biología Molecular:

• Compara directamente las proteínas o el ADN de dos individuos. • Copara aminoácidos (codones).

• Mientras mas parecido sea la secuencia de nucleótidos en el ADN (secuencia de aminoácidos en las proteínas) mas cercanas (evolutivamente) serán las especies.

• La universalidad del código genético es evidencia de que toda la vida esta relacionada.

• La evolución integra la selección darviniana y la herencia mendeliana. • Teoría sintética de la evolución: se une la genética y la evolución.

• Cada población posee su “pool genético”: todos los genes presentes en una población en un momento dado.

o Si el pool genético se mantiene constante no hay evolución. o Causas de cambios en el “pool genético”:

 Deriva genética  Selección natural  Flujo de genes  Mutación  Crossing over  Migración  Catástrofes

• La evolución puede o no causar que se forme una nueva especie (especiacion), depende de la cantidad de cambios genéticos ocurridos.

Diversidad Sistemática:

• Todo lo vivo se tiene que clasificar: DominioReinoFilumClaseOrdenFamiliaGeneroEspecie. • Sistemática: Estudio de la diversidad biológica y de su relación evolutiva.

o Incluye la taxonomía: identificación, nombramiento y clasificación de especies (Linnaeus) o Filogenia: historia evolutiva de una especie o especies relacionadas.

o Producto: los reinos (plantas, animales, hongos, etc.) • Las características similares pueden ser análogas u homologas.

o Las características homologas pueden ser:

 Primitivas (ancestrales): no han variado. Estaban presentes en las especies ancestrales y siguen presentes en todos los que evolucionaron de ese ancestro (común o distante).  Derivados (únicas de un grupo): surgen de un ancestro común mas reciente.

 Ejemplo: El pelo es único de los mamíferos (derivada) pero la columna común esta presente en todos los organismos

vertebrados.

• Los organismos están organizados por la filogenia (árbol evolutivo).

• En un cladograma hay renglones que se conocen como taxas las cuales identifican características homologas.

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• Sistemática Molecular:

o Usar molecular para clarificar la filogenia.  Comparar la secuencia de nucleótidos.

 Comparar aminoácidos de una misma proteína. • Árbol Filogenético (Cladograma):

o Presenta la historia evolutiva de un grupo de especies.

o Cladograma es un tipo de árbol filogenético que dice quienes tienen un ancestro en común y cuan reciente lo comparten.

o Clade: rama en el cladograma

o Taxón Monofiletico: un ancestro y todos sus descendientes. Virus:

• Los virus no se consideran como organismos vivos.

• Se encuentran entre vivo y no vivo.

• No están clasificados en ningún reino.

• Son mas pequeños que las bacterias.

• Su estructura es de una partícula subcelular con DNA o RNA rodeado de un capsido (proteína).

o Todos los virus tienen un acido nucleiclo.

o Todos tienen una

cubierta conocida como capsido.

o Algunos tienen una segunda cubierta compuesta por glucoproteinas.

• Solo se reproduce en células vivas. • Son específicos; atacan plantas o

animales, bacteriófagos (virus que infectan bacterias).

• Algunos virus son: adenovirus, influenza, tabacco mosaico y bacteriófagos.

• Para poder observar un virus se necesita usar un microscopio electrónico de transmisión. • La reproducción de virus:

o Ciclo Lítico

 El bacteriófago se ancla a una célula huésped.

 Inyecta su DNA a la célula y destruye el DNA de la célula huésped.

 Se apodera de las enzimas y de los ribosomas y se comienza a

reproducir el DNA del virus.

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virus y ocurre lysis de la célula huésped.

 Cada uno de los virus se va y comienza el ciclo de nuevo con una nueva célula huésped.

 Se conoce como el ciclo lítico porque ocurre lysis (rompimiento) de la célula huésped. o Ciclo Lisogénico:

 El DNA viral se une al DNA de la célula huésped.

 Se reproduce el DNA viral junto al de la célula huésped.

 Como resultado se encuentran muchas células huésped que tienen el DNA viral.  Ocasionalmente hay un indicador para que las células que contienen el DNA viral

entren al ciclo lítico.

 Cuando una célula porta el DNA viral dentro de su propio DNA cambian las propiedades de la misma.

• El bacteriófago también se conoce como fago.

• Cuando el DNA viral de integra al cromosoma bacterial se conoce como profago. • Virus RNA:

o Retrovirus: virus que tiene RNA o HIV es un retrovirus.

 Replicación de HIV- reproducción • El virus llega a la célula.

• La membrana del virus se funde con la del glóbulo blanco y envía el RNA viral y la enzima a la célula huésped.

• Ocurre trascripción en reversa gracias a la enzima y se producen dos hebras de DNA viral del RNA viral.

• El DNA viral se incorpora al de la célula huésped y ocurre traducción y trascripción.

• Se forman las proteínas del virus.

• Se expulsan las proteínas y se forma un virus.

• Se van produciendo mas virus al expulsar todas las proteínas.

• Cada vez que se forma un nuevo virus se lleva un pedazo de la membrana celular de la célula huésped y así va destruyendo la célula huésped poco a poco.

 El HIV es un virus animal.  Estructura:

• Tiene dos hebras de RNA. • Tiene la enzima transcriptasa

Reversa la cual sirve para hacer trascripción de RNA a DNA.

• Tiene una envoltura (capsido).

• Envoltura viral (glucoproteinas)

 El HIV ataca las células del sistema inmunológico, específicamente al glóbulo blanco linfocito T auxiliar. Por consecuencia el Sistema inmunológico no funciona adecuadamente.

 El macrófago le avisa al T-helper y este avisa a los demás glóbulos blancos cuando hay una infección. Al el T-helper estar infectado no funciona adecuadamente.

• Los virus se agrupan de acuerdo al acido nucleico presente: o Cantidad de hebras.

o Tipo de Acido Nucleico

 RNA que puede servir como mRNA  RNA que sirve para hacer DNA

 RNA que sirve de template para mRNA  dsRNA

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 dsDNA: papo virus, adenovirus, herpes virus, poxivirus • Viroid y Prions (mas pequeños que virus)

o Viroid: RNA sin cubierta de proteínas que infectan plantas, se transmiten por polen o semillas. o Prion: Consiste solo de proteínas. No tienen DNA ni RNA. Causa enfermedades. Surge de una

mutación de una proteína animal. Procariotas:

• Ancestros de toda la vida. Primeros organismos que surgieron.

• Los fósiles mas viejos son de bacterias. • Formas:

o Cocus o Bacilus o Espirilus

• Organismos mas simples.

• La microbiología estudia los organismos procaritas. • Algunos forman agregados (en grupos de dos o mas)

o colonias (muchas juntas).

• Mayoría son mas pequeños que las células eucariotas.

• Tienen menos DNA que las células eucariotas. • Organismos unicelulares.

• No tienen núcleo verdadero. • No tienen organelos.

• Tienen una pared celular de peptidoglicano cuyas

funciones son mantener la forma, proteger la célula y evitar el lysis (rompimiento) de la célula. Las bacterias se identifican(por su pared celular) como:

o Bacterias Gram positivas: pared simple que se forma de una capa gruesa de peptidoglicano y una membrana plasmática. o Bacterias Gram negativas:

pared mucho mas compleja que se forma por dos

membranas plasmáticas mas una membrana fina de peptidoglicano entre ellas.

 Incluye las bacterias mas patogénicas- membrana externa toxica y protege contra las defensas de la célula huésped.  Mas resistentes a

antibióticos pues la membrana externa

no permite entrada de medicinas.

o La penicilina inhibe la síntesis de peptidoglicano, evitando así que la bacteria se reproduzca. Se toma una dosis de 7-10 días de antibiótico para que el sistema inmunológico tenga tiempo de terminar con la infección.

• Muchas bacterias forman una capa externa a la pared celular (capsula) la cual es pegajosa. Su función es permitir que la bacteria se adhiera al sustrato y además provee protección adicional. Esta capa hace a las bacterias mas resistentes a las defensas del cuerpo.

• Algunas especies de bacterias: o Tienen capsulas.

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o Son motiles (mediante flagela o filamentos).

• Endosporas: Cuando una bacteria no se encuentra en condiciones optimas (no se encuentra en buenas condiciones para crecer) se encierra dentro de una espora y puede durar años así. Cuando llega a un lugar donde si hay condiciones favorables se activa la bacteria.

o Algunas bacterias forman endosporas.

o Cubierta resistente que puede durar años en condiciones no favorables.

o Cuando regresen a condiciones favorables se hidratan y comienzan a metabolizar. o Un ejemplo es la espora del ántrax (Bacillus Anthracis) la cual puede causar la muerte. • Fisión Binaria: división de las bacterias

o Forma de reproducción asexual.

o Ocurre cada 20 minutos aproximadamente.

o Los organismos procariotas se reproducen asexualmente mayormente por fisión binaria (rápido: algunos 20 minutos) unas pocas por germación o fragmentación.

o Deben estar en condiciones optimas de temperatura, pH, concentración de sales y fuente nutritiva.

• Variación Genética: en procariotas es por mutación. Una mutación favorable al ambiente se propaga rápido después de ser escogida por selección natural. Además de las mutaciones hay otras formas de intercambiar genes como los es la transformación y la conjugación.

• Mecanismos para transferir genes en procariotas (causar recombinación genética aunque no hacen reproducción sexual):

o Transformación: La bacteria recoge DNA de otra bacteria muerta.

 Ej. Alguna bacteria no patógena recoge gen patógeno del ambiente y se hace patógena.

 Importancia de la Biotecnología: introducir gen de insulina u hormona de crecimiento a las bacterias para que halla reproducción en masa.

o Conjugación: transferencia directa de genes de una bacteria a otra por un tubo. o Traducción Viral: virus bacteriófagos transfieren DNA de una bacteria a otra. • Las bacterias se pueden clasificar de acuerdo a como se nutren:

o Autótrofos:

 Foto autótrofos: cuya fuente de energía es la luz (cianobacterias).  Chemioautotrofos: cuya fuente de energía son los químicos inorgánicos. o Heterótrofos: La mayoría de los procariotas son heterótrofos.

 Foto-heterótrofos: cuya fuente de energía es la luz.

 Chemo- heterótrofos: cuya fuente de energía son los químicos orgánicos. • Otra forma de clasificar a los procariotas es de acuerdo a su metabolismo:

o La mayoría son aeróbicos.

o Aeróbicos Obligados: requieren oxigeno para crecer (respiración celular). o Anaeróbicos Obligados: se envenenan con oxigeno (solo hacen fermentación).

o Anaeróbicos Facultativos: crecen con y sin oxigeno (pueden hace respiración celular y fermentación).

• Pared celular sin peptidoglicano.

• Habitan ambientes extremos (Extremófilos): o Halofílicos (sal)

Procariotas

Dominio Archae

Dominio Bacteria

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o Termofílicos

o Metanogenas (producen metano están en el intestino de los organismos)

• Las archeas comparten algunas características con los eukaria, por esta razón dividieron a las archeas y a las bacterias.

Comparación de los tres dominios

Característica: Bacteria: Archaea: Eukarya:

Envoltura Nuclear Ausente Ausente Presente

Organelos Membranosos Ausente Ausente Presente

Cromosoma Circular Presente (Lineal en algunas especies) Presente Ausente Numero de Cromosomas Típicamente 1 (puede tener plasmados) Típicamente 1(puede tener plasmados) Típicamente muchos

Histonas asociadas al

DNA Ausente Presente Presente

Peptidoglicano en la

pared celular Presente Ausente Ausente

Tamaño de los ribosomas 70S 70S 80S

RNA polimerasa Una RNA polimerasa relativamente simple

Varias RNA polimerasa relativamente complejas

Varias RNA polimerasa relativamente complejas Traducción formylmetionina Empieza con Empieza con metionina Empieza con metionina

• Importancia de los Procariotass: o Relaciones Simbióticas

 Mutualismo: bacterias E. Coli en el intestino. Bacterias en los rubianes descomponen celulosa.

 Comensalismo

 Parasitismo: Bacterias patógenas (absorben nutrientes de fluidos huéspedes) se adhieren a la célula huésped, se multiplican y producen toxinas venenosas.

o Reciclaje de elementos químicos:

 La Función principal de las bacterias es que sirven de descomponedores. Descomponen la materia muerta para decomponer los componentes orgánicos a compuestos

inorgánicos que llegan a las plantas a través del suelo.

 Bacterias Fijadoras de nitrógeno: únicos organismos que son capaces de fijar el

nitrógeno (atmosférico) al compuesto orgánico amonia lo cual es una forma útil de este elemento. Al cambiar de nitrógeno a amonia dan comienzo al ciclo del nitrógeno.  Sin nitrógeno no se pueden hacer aminoácidos y por ende no se pueden hacer

proteínas. Además se necesita para hacer ácidos nucleicos: • Proteínasgrupo amino en los aminoácidos

• Ácidos NucleicosBases nitrogenadas

 Cianobacterias: bacterias fotosintéticas, cuya importancia es que sirven de fuente de alimento.

o Las bacterias también se usan en la bioremediación. La EPA define la bioremediación como el uso de bacterias y hongos para degradas químicos peligrosos a compuestos no tóxicos. o Algunos productos que vienen de las bacterias son: acetona, alcohol, insulina, hormona de

crecimiento y estreptomicina (antibiótico).

o Algunas enfermedades causadas por bacterias patógenas son: tuberculosis, cólera,

enfermedades sexuales, botulismo, envenenamiento por comida, salmonera, tétano y ántrax. o Se usan bacterias en investigación y tecnología:

 Producción de antibióticos (estreptomicina, eritromicina)  Bioremediación

 Tecnología: crecen en el laboratorio bacterias manipuladas genéticamente que produzcan medicinas como lo son la insulina, antibióticos, la hormona de crecimiento entre otros.

• Los usos de las bacterias se pueden estudiar a través de la Microbiología Industrial, Microbiología Medica o Ecología Microbiana.

• Evolución de los virus:

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Eucariotas:

• Origen de los eucariotas:

o ¿Cómo evoluciona la compleja célula eucariota de la simple célula procariota?

o Hipótesis de cómo surgió la célula eucariota: la célula eucariota surgió de la endosimbiosis. • Endosimbiosis:

o Se cree que un procariota pequeño como la cianobacteria entro a un procariota mas grande y se convierte en el cloroplasto de la célula eucariota convirtiéndola en una célula autótrofa. o El mismo proceso ocurrió para los mitocondrias.

o Evidencia de que esto puede ser verdad es que los cloroplasto y mitocondrias tienen su propio ADN.

• La nueva clasificación de los eucariotas:

o Todos los grupos menos arqueoplastidia y opistokonta son protistas. En estos momentos histórico-filogenéticos, hemos puesto una pausa a la clasificación binomial.

 Archaeplastidia: plantas, algas rojas y algas verdes.  Opostokonta: animales y hongos.

o Es en forma de anillo.

o Los protistas mas aparentemente son los excavados (parecen flagelados).

o Para poder determinar esta organización se uso la biología molecular y la estructural. • Amoeba:

o Todos son unicelulares.

o Tienen seudópodos para la locomoción y alimentación. o Comen bacterias y otros protistas.

o Tiene vacuola digestiva.

o Mayoría de la vida libre pero algunas amebas son parasiticas. o Ejemplos:

 Disentería: intestino, causa diarrea, se transmiten por agua o comida contaminada.  Infección en los ojos por los lentes de contacto.

• Flagelados:

o Tienen flagelo para movimiento. o Ejemplo:

 Flagelado en el intestino de las polilla que convierte la madera en carbohidratos para que la polilla pueda comer (simbiosis).

 Tripanosoma: causa enfermedad del sueño, transmite la mosca. o Son unicelulares.

• Ciliados:

o Tienen cilios.

o Micro núcleo: reproducción sexual. o Macro núcleo: metabolismo.

o Conjugación: intercambio de genes. o Capsula con químicos: defensa. o Apertura en boca y anal. • Sporozoa:

o Produce esporas. o No son motiles. o Todos son parásitos.

o Ej. Plasmodium (causa malaria). Pasa una parte de su ciclo de vida en el que lo transmite (mosquito) y otra parte en el huésped (humano).

• Algas:

o Son organismos autótrofos, tienen cloroplastos y hacen fotosíntesis. o No son plantas: no tienen cutícula, raíz, tallo ni hoja.

o Algas Unicelulares:  Diatomeas:

• Mayormente unicelulares con “conchas” [valvas o frustulas] que contienen sílice. • Algunas diatomeas forman parte del plancton (fitoplancton).

 Dinoflagelados (2 flagelos)

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 Plankton: Contiene diatomeas y Dinoflagelados. Microorganismos de los sistemas acuáticos, son autótrofos, sirven de alimento a los demás organismos acuáticos. Principio de la cadena alimentaria.

o Algas Multicelulares:

 Algunas tienen ciclo de vida con alternación de generaciones (forma haploide y diploide, como en las plantas)

 Lichen: relación simbiótica mutualista entre alga verde y hongo. o Algas Verdes, Rojas y Pardas (algas marrones)

 Desde unicelulares hasta multicelulares.

 Incluyen el protista mas grande: alga marrón de 200 pies.  Los primeros organismos multicelulares.

 Algas Pardas:

• Multicelulares.

• De importancia ecológica en aguas oceánicas templadas. • “Kelp” posee:

o Laminas que parecen hojas. o Estipos que parecen tallos

o Estructuras de Anclaje que parecen raíces o Vejigas de Gas.

 Algas Rojas(Rhodophyta), las Algas Verdes (Chlorophyta)y las plantas en la nueva clasificación se encuentran en un mismo grupo bajo el reino vegetal.

 Algas Rojas son mayormente multicelulares.

• Tienen importancia ecología en las aguas calidas tropicales.

• Las algas rojas que depositan carbonato de calcio en sus paredes celulares son importantes en la formación del arrecife coralino.

 Algas Verdes: poseen diversidad de tamaños, formas, complejidad estructural y modos de reproducción.

• Son los ancestros de las plantas terrestres. • Formas multicelulares.

• Mohos:

o Mohos Lamosos o Limosos

o Mohos Acuáticos (“Water Molds”):

 Phytophthora: es causante de enfermedades en plantas.

o Parecen Hongos: tienen hifas, no son fotosintéticos, no son motiles, absorben su alimento. o No son Hongos porque: poseen flagelo en alguna etapa, tienen celulosa y no quitina en la

pared celular, y usan seudópodos para moverse y alimentarse. o Hongos Lamosos celulares:

 Etapa alimentaria formada por células amiboidales individuales.

 En tiempos de escasez de alimento y humedad, se congregan en un pseudoplasmodio migrante.

 Forman cuerpos fructíferos pedunculados que contienen esporas. • Protistas:

o Son los primeros eucariotas que existieron. o Son eucariotas simples.

o Son unicelulares, coloniales, o Multicelulares simples.

o Su tamaño varia desde organismos microscópicos hasta organismos gigantes. o 60,000 especies

o Antes se localizaban en el reino protista, ahora se clasifican en muchos reinos diferentes(60 grupos).

o Los eucariotas mas diversos.

o Incluía a los eucariotas que no se podían definir claramente como hongos, plantas ni animales. o Mayoría son acuáticos: se encuentran en el agua, suelos húmedo, o fluidos de cuerpo.

o Algunos Protistas son patógenos a plantas y animales.

o Algunos se utilizan para productos del mercado: de las Algas Marrones: marshmallows y de las Algas Rojas: Agar, mantecado, pasta de diente

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