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Darwinismo evolutivo de los virus

21 sábado Nov 2020

Posted by José Félix Rodríguez Antón in CIENCIA

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cuasiespecie, Darwinismo, Evolución, virus

Como enunció Charles Darwin: la evolución procede gradualmente de pequeños cambios hereditables (mutaciones). Muchas de las especies actuales provienen de especies anteriores, la diferencia existente en los virus actuales hace pensar que hubo más de una forma posible de origen de los virus.

“La biología evolutiva” y la virología estudian la evolución y el origen de los virus. Son muy antiguos en la historia de la vida, proteínas de la cápsida hace pensar que son anteriores al LUCA (último antepasado común universal de la vida celular), al afectar a los distintos dominios de la vida: plantas y animales indican que provienen de linajes celulares extintos o de la multiplicación de genomas virales.

Los virus son “agentes infecciosos» microscópicos acelulares que solo pueden replicarse en el interior de células de otros organismos. Tienen en su interior material genético: ADN o ARN, rodeado de estructura proteica que es la “cápsida”. Infectan a animales, hongos, plantas, proteínas y bacterias. El origen se sitúa en 4.000 millones de años.

En la clasificación taxonómica:

  • DUPLODNAVIRIA: virus de ADN, bicatenario, con proteína exclusiva de la cápsida HK97-MCP
  • MONODNAVIRIA: virus de ADN, endonucleasa de la superfamilia HUH y una proteína Rep.
  • RIBOVIRIA: virus de ARN y virus retrotranscritos
  • VARIDNAVIRIA: virus de ADN bicatenario, proteína en rollo de gelatina dentro de la cápsida.

La forma de vida es “autónoma” tienen una forma de sostenimiento propia de la adaptación Darwiniana, con propiedades dinámicas como son: metabolismo, autoreproducción y mutabilidad. La transición de “inanimado” a “animado” está marcada por rasgos de un modelo evolutivo dinámico:

Autoorganización de la interacción con la población e interdependencia molecular

Especies con propiedades emergentes: propiedades funcionales nuevas (Ghadiri, 1998)

“Cuasiespecies víricas” son virus con ácido ribonucleico (RNA) que han evolucionado a variantes distintas pero relacionadas genéticamente, son los más abundantes en la biosfera asociados a gran número de enfermedades del hombre, animales y plantas. La dinámica de las cuasiespecies permite a los virus sobrevivir en los animales que parasitan y responder a factores externos que intentar frenar la multiplicación. (Domingo, 2000)

Hay 3 teorías sobre el origen de los virus (Krupovic, 2019):

  1. Los virus vienen de células de pequeño tamaño que parasitan a células más grandes.
  2.  Evolución a partir de fragmentos de ADN o ARN que escaparon de genes de un organismo más grande
  3. Evolucionaron a partir de moléculas complejas y ácidos nucleicos.

En la historia de la vida hay “transiciones en la evolución” hace que se generen nuevas entidades biológicas, con nuevos niveles de organización. La mayor transición en la evolución incluye el origen de los procariotas y las células eucarióticas. (Koonin, 2016)

El camino de lo no vivo a lo vivo por

– la formación de moléculas “autorreplicantes» (replicadores)

– autoordenación de éstas en redes cinéticas

– comienzo de la selección natural molecular

Pasa por 4 procesos por los que la materia inanimada se convierte en viva: replicación, mutación, descomposición y agotamiento de los sustratos. Eigen en 1979 publicó “The Hypercycle”: principios naturales de autoorganización, con distribución Darwiniana de “cuasiespecies” a través de la estibilizacióin de sus genes mutados divergentes. (Eigen, 1979)

Bibliografía:

Ghadiri M.R. (1998) “Self-Organized Autocatalytic Chemical Networks and Molecular Ecosystems: Do They Provide the Experimental Tools for Modeling the Transition from Inanimate to Animate Chemistry?”  In: Diederich F., Künzer H. (eds) Recent Trends in Molecular Recognition. Ernst Schering Research Foundation Workshop, vol 26. Springer, Berlin, Heidelberg.

https://doi.org/10.1007/978-3-662-03574-0_11

E. Domingo, E. Baranowski, J.I. Nunez, C.M. Ruiz-Jarabo, S. Sierra, N. Molina & F. Sobrino “Cuasiespecies y evolución molecular de virus” Centro de Biología Molecular «Severo Ochoa», Universidad Autónoma de Madrid, Cantoblanco, 28049 Madrid, España; Centro de Investigación en Sanidad Animal, Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias, Ctra.Algete-ElCasar, Km. 6,5, 28130 Valdeolmos, España; Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 2000, 19 (1https://www.oie.int/doc/ged/D9287.PDF

Mart Krupovic, Valerian V. Dolja & Eugene V. Koonin; “Origin of viruses: primordial replicators recruiting capsids from hosts” Nature Reviews Microbiology volume 17, pages449–458(2019)

Eugene V. Koonin; “Viruses and mobile elements as drivers of evolutionary transitions”Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2016 Aug 19; 371(1701): 20150442.doi: 10.1098/rstb.2015.0442 PMCID: PMC4958936  PMID: 27431520

Eigen, M., Schuster, Peter; “The Hypercycle, A principle of Natural Self-Organization”, Ed. Springer, 1979

Los cazadores de microbios

05 jueves Mar 2020

Posted by José Félix Rodríguez Antón in Bioquímica, Célula, CIENCIA, LIBROS

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Etiquetas

bacteria, De Kruif, eucariota, Microbilogía, procariota, virus

Cazadores de microbios

Hablando de este libro “Los cazadores de microbios” quería hacer una semblanza a todos los investigadores que han arriesgado su vida para salvar la nuestra, en otras épocas en las que se experimentaba con la propia vida, en aras del avance de la ciencia: descubriendo que eran esos microorganismos dando más valor a la ciencia, como forma de controlar la enfermedad.

 

 
Paul Henry de Kruif se centra en los momentos más decisivos de la historia de la microbiología, como se produjeron los descubrimientos de personajes importantes en la ciencia: Anton van Leeuwenhoek (1632) invención del microscopio, Lazzaro Spallanzani (1729) describe la biogénesis, Robert Koch (1843) identificación de la patogénesis, Louis Pasteur (1822) describe la bacteria y la biogénesis; Ronald Ross (1857) y Battista Grassi (1854) describen la Malaria.

 
Paul de Kruif (1890-1971), nace en Michigan, fue un microbiólogo y autor de “Los cazadores de microbios”, bestseller recomendado para científicos. En 1912 se gradúa en la Universidad de Michigan, trabajó en el Instituto Rockefeller. Fallece en Holland, Michigan en 1971.

 
La microbiología ha estudiado los microorganismos que causan enfermedades en el hombre: como se transmiten, la patogenia y el tratamiento; relacionado con la epidemiología, farmacología y salud.
Los microbiólogos han hecho grandes contribuciones a la medicina, en bioquímica, genética y biología celular. La microbiología como ciencia existe desde la segunda mitad del siglo XIX, el termino bacteria fue introducido en 1828, pero fue en 1676 cuando Leeuwenhoek usa el microscopio de una sola lente para ver “animáculos”. Louis Pasteur se considera el padre de la Microbiología Médica, estableciendo la microbiología dentro de las ciencias biológicas, desarrollando la pasteurización y las vacunas.

 

genealogia bacterias ok
Todas las células se dividen en dos grupos: eucarióticas y procarióticas.

Eucarióticas: un núcleo con membrana nuclear, dentro del núcleo se encuentran los cromosomas que llevan la cadena de ADN. En plantas se presenta una pared celular con celulosa, los animales no poseen pared celular.
Procarióticas: no poseen núcleo, los cromosomas tienen un ADN circular, disperso en el citoplasma. Pared celular no celulósica con pectidoglucanos.

bacteria

La rama que estudia las bacterias es la Bacteriología. Las bacterias son microorganismos procariotas, de pequeño tamaño (0,5-5 micrómetros) y diversas formas: cocos, bacilos, vibrios y espirilos. Son móviles con flagelos que las desplazan.

bacteria ok

 

tipos de bacterias ok
La rama que estudia los virus es la Virología. Los virus tienen material genético (ADN o ARN), una cubierta de proteínas (cápsida) y la forma es en helicoides o icosaedros. Se reproducen en las células que infectan, hay 5000 descritos se cree que pueden existir millones. Infectan animales, plantas, bacterias y otros virus (virófagos).

virus

Estructura_d'un_virus ok
De Kruif, Paul; “Los cazadores de microbios”, Ed. Epoca, 2018

 

Marantz Henig, Robin; “The life and legacy of Paul de Kruif”, Alicia Patterson Foundation, 2018
https://aliciapatterson.org/stories/life-and-legacy-paul-de-kruif

 

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