Hasta Darwin desde el ADN

“Hasta Darwin
desde el ADN: la
biología molecular
nos ayuda a
comprender la
evolución”
Dra. Hebe Dionisi
Dra. Mariana Lozada
Laboratorio de Microbiología
Ambiental
CENPAT-CONICET
Primer árbol evolutivo
esbozado por Darwin
Árbol de la vida basado en
estudios actuales de ADN
Siglo XIX
TEORÍA DE LA
EVOLUCIÓN
LEYES DE LA
HERENCIA
Gregor
Mendel
1865
Charles
Darwin
Alfred
Wallace
1858
MOLÉCULA
DE LA
VIDA
Friedrich
Miescher
1871
El viaje de Darwin a bordo del Beagle
El Beagle
El origen de las especies mediante la
selección natural
o la conservación de las razas
favorecidas en la lucha por la vida
A Darwin le llamó la atención la gran diversidad de
organismos que existe sobre la tierra
Teoría de la evolución - 1858
ANCESTRO
COMÚN
SELECCIÓN
NATURAL
Otras hipótesis propuestas por Darwin
Pangenesis
Oso-ballena
Friedrich
Miescher
1869
Purifica una nueva sustancia,
la llama nucleína
Felix HoppeSeyler
Siglo XX
INFORMACIÓN
HEREDITARIA: ADN
Oswald
Avery
Colin
MacLeod
1944
Maclyn
McCarty
ESTRUCTURA
MOLECULAR DEL ADN
James
Watson
Francis
Crick
1953
¿Qué es el ADN?
) Molécula presente en cada
célula viva
) Dos cadenas forman una
doble hélice
) Contiene las instrucciones
para construir distintos
componentes de las células
) Segmentos de ADN que
llevan esta información
genética: genes
2 nanometros
(1 milímetro = 1.000.000 nanometros)
) El ADN se
encuentra en el
núcleo de las
células, en
estructuras
llamadas
cromosomas
) El ADN está muy
pero muy
compactado: ¡Si no
lo estuviera,
tendría casi 2
metros de largo!
La información está contenida en el interior de la
molécula
Dogma central de la biología
molecular
ADN
ARN
Proteína
El código genético
La molécula de ADN se copia en cada
división celular (así se hereda)
El ADN puede sufrir cambios
(mutaciones)
Estas mutaciones son casi siempre pequeñas
y se heredan al copiarse el ADN
Los estudios
comparativos de
secuencias de
ADN
constituyen una
herramienta
poderosa para
el estudio de
las relaciones
evolutivas entre
organismos y
para su
identificación
Watson y Crick 1993
-Conocemos alrededor de 1.75 millones de especies de seres vivos en la
Tierra, sin embargo se estima que en realidad hay 100 millones. De estos la
gran mayoría son microorganismos
-Alrededor de la mitad del carbono orgánico en la Tierra corresponde a
microbios.
-La biomasa microbiana es 10.000 veces mayor que la biomasa humana total
en la Tierra.
-Menos del 1% de esa vida microbiana puede ser cultivada en laboratorio
-El intestino humano contiene casi 100 trillones de organismos
microscópicos de 1000 especies diferentes. El 50% del peso de nuestras
heces son microbios
¿Cómo
ordenamos esta
diversidad
natural?
Carl Woese, 1970
Humanos
Siglo XXI
Secuenciación del
Genoma Humano
2003
Nuevas tecnologías de
secuenciación
Hoy
Iniciativa internacional: códigos de
barras de los seres vivos
Se estima que nuestro planeta contiene más
de 10 millones de especies de plantas y
animales
Sin embargo, hasta el momento sólo se han
nombrado 1,7 millones de ellas
¿Cuál es la
dificultad?
/ En la actualidad es muy
difícil identificar a las
distintas especies
/ Hay muchas especies que se
parecen mucho
/ Otras son imposibles de
distinguir en algunas de sus
etapas de vida
/ Estas dificultades retrasan
el descubrimiento de nuevas
especies
¿De qué se trata el código de barras de
la vida?
¿De dónde se obtiene este código?
Mitocondria
La mitocondria también contiene ADN
Para generar la base de datos se utilizan
tanto taxonomía tradicional como datos
moleculares
Actualmente tienen su código de barras:
86.994 especies
673.038 individuos
Ejemplo de una iniciativa en Argentina:
500 especies de aves (51%)
2.500 individuos
Museo Argentino de Ciencias Naturales
Abril de 2008
Bahía Bustamante, Chubut
Ejemplares de Architeuthis spp. con
código de barras
2
2
2
2
2
Ejemplares de distintos cefalópodos con
código de barras
2
Los cetáceos constituyen una
de las transiciones evolutivas
más fascinantes
Embriones de delfín
Semana 4
Semana 9
Primeros 10 millones de años de evolución de los cetáceos
¿Quiénes son sus parientes
vivos más cercanos?
Teoría de la evolución - hoy
Embriología
Paleontología
Siglo XX
Siglo XIX
MENDELISMO
ANCESTRO
COMÚN
SELECCIÓN
NATURAL
GENÉTICA
CUANTITATIVA
Ómicas
Bioinformática
Paleontología
Genética
Siglo XXI
TRANSFERENCIA
HORIZONTAL
GENÉTICA DE
POBLACIONES
EVOLUCIÓN DEL
DESARROLLO
HERENCIA
EPIGENÉTICA
Biología del
Desarrollo
Historia Natural
Fin