Per Nela Domènech i Joaquim Alegre
L’origen de la vida i els primers organismes
Breu història de la vida a la Terra
Fa entre 3.900-3.500 milions d’anys es va formar l’única cèl·lula primitiva, gràcies a l’evolució química de les primeres molècules orgàniques.
Era una cèl·lula procariota, petita, sense nucli amb una estructura senzilla. Era heteròtrofa, es a dir obtenia matèria orgànica directament del medi i tenia un metabolisme anaerobi que li permetia disposar d’energia en absència d’oxigen.
Els nutrients orgànics es van començar a exhaurir i les dificultats per sobreviure en aquest ambient van conduir a la selecció d’un grup de procariotes fotosintetitzadors, organismes autòtrofs, que utilitzaven com a font energètica la llum i eren capaços d’obtenir hidrogen a través de l’agua.
L’oxigen era ‘contaminant’ i dificultava la supervivència de les cèl·lules, però van aparèixer mutants resistents a l’oxigen, o a partir d’aquests organismes es ban desenvolupar les vies aeròbiques, i va ser més fàcil l’obtenció d’energia.
Els cianobacteris fotosintetitzadors i aerobis es van diversificar en centenars de formes diferents.
Fa uns 1.000-700 milions d’anys que l’oxigen atmosfèric es el mateix.
L’aparició dels eucariotes
Fa uns 1.500 milions d’anys es va produir la fusió/simbiosi d’un bacteri nomenat Thermoplasma (resistent a les temperatures) amb un altre bacteri del grup de les espiroquetes(bacteris en forma de tirabuixó i que es mouen ràpidament), i aquesta va ser la primera cèl·lula eucariota, caracteritzada per tindre el nucli separat de la resta de la cèl·lula.
Els primers organismes unicel·lulars eucariotes eren anaerobis.
El tercer bacteri que es va unir va donar a les cèl·lules la capacitat d’aprofitar l’oxigen per obtenir energia(mitocondris).
I finalment va donar lloc a la endosimbiosi serial,es va unir el quart bacteri, un bacteri fotosintètic que acabaria donant lloc als cloroplasts
La vida als mars i la colonització de la terra ferma
Els primers éssers vius de la zona van originar-se en ambients aquàtics, però l’abundància de zones poc profundes i fenomens geològics van produir la dessecació periòdica de vàries regions del planeta. Però fer vida fora de l’aigua tenia vàris obstacles com la falta d’aigua, l’excés de llum i d’oxigen i la dificultat per a desplaçar-se.
Organismes unicel·lulars van colonitzar superfícies humides, zones intermareals i sediments de llacunes. Retenir i conservar l’aigua per a eviar la dissecació va ser una estratègia important.
El mar estava poblat per la multitud de grups nous en els quals hi havia els avantpassats dels artròpodes i cordats(els vertebrats som cordats).
Notícia relacionada amb els mitocondis
L’engenyieria genètica
L’enginyeria genètica consisteix en la manipulació i modificació de la informació genètica del DNA d’un ésser viu mitjançant la introducció de gens d’altres organismes o la modificació dels gens propis.
Molts bacteris tenen fragments de material genètic anomenats plasmidis per intercanviar informació genètica. Els plasmidis es reprodueixen amb independència de la resta del material genètic bacterià. Hi ha virus anomenats retrovirus que contenen un material genètic el qual pot integrar-se en el DNA de la cèl·lula que infecta. Els plasmidis i els virus utilitzats per l’enginyeria genètica reben la denominació de vectors, ja que vehiculen la introducció d’informació genètica nova. Als anys setanta del segle passat es van descobrir uns enzims propis dels bacteris, anomenats enzims de restricció, la funció dels quals és destruir el DNA aliè que penetra dins les cèl·lules. Són una mena de “tisores genètiques” capaces de tallar segments de DNA en llocs precisos.
Actualment, la insulina que utilitzen les persones diabètiques o l’hormona del creixement s’obtenen per enginyeria genètica.
Els vegetals transgènics
Els vegetals tenen una facultat que facilita les aplicacions de l’enginyeria genètica: les cèl·lules d’algunes espècies regeneren fàcilment una planta sencera, de manera que els canvis genètics introduïts en aquestes cèl·lules poden passar a les de tota la planta, incloent-hi les cèl·lules reproductores. L’enginyeria genètica aplicada a les plantes pretén aconseguir cultius amb més rendiment, controlar la maduració i conservació dels fruits, obtenir resistència a les plagues i herbicides o a produir substàncies terapèutiques a partir de les plantes. Existeix una gran polèmica amb els vegetals transgènics. Els avantatges són importants, ateses les necessitats creixents d’alimentació de la humanitat, però també hi ha riscos incerts que creen debat.
Vida artificial
Algunes industries biotecnològiques es freguen les mans davant les expectatives comercials que planteja la possibilitat de crear bacteris a la carta que siguin capaços de digerir diòxid de carboni i residus, i de produir biocombustibles o medicaments.
Notícia relacionada en la vida artificial
Recentment, l’equip d’investigadors de l’Institut Craig Venter a Rockville (EUA), ha sintetitzat el cromosoma complet del bacteri Mycoplasma genitalium, un bacteri molt petit amb un únic cromosoma que té només 484 gens. Per aconseguir-ho, ha dissenyat un complex sistema d’enginyeria genètica que li ha permès sintetitzar petits segments artificials de DNA i, posteriorment, unir-los i fer-ne còpies a l’interior del bacteri Eschericha coli i d’un llevat. Així ha obtingut nombroses rèpliques artificials del cromosoma del bacteri original. El proper pas és crear cèl·lules vives de Mycoplasma a partir d’aquest cromosoma sintètic.