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QUIMIOLITOTROFOS. Bacterias oxidantes del hidrógeno Jorge Ignacio Gaviria Saldarriaga. FUENTE DE ENERGÍA. El hidrógeno es bastante común en el metabolismo microbiano y varios quimiolitotrofos son capaces de usarlo como una fuente de energía.
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QUIMIOLITOTROFOS Bacterias oxidantes del hidrógeno Jorge Ignacio Gaviria Saldarriaga
FUENTE DE ENERGÍA • El hidrógeno es bastante común en el metabolismo microbiano y varios quimiolitotrofos son capaces de usarlo como una fuente de energía. • Son quimiolitotrofos facultativos, es decir, además de oxidar compuestos inorgánicos, también pueden crecer usando compuestos orgánicos como fuente de energía.
NUTRICIÓN Y CONDICIONES PARA EL CRECIMIENTO • Tienen la capacidad para utilizar el CO2 como única fuente de carbono. • El comportamiento metabolico le asegura su nutrición. • Concentración aproximada del 10% de oxígeno. • Debe estar presente el niquel, ya que todas hidrogenasas contienen Ni2+ como cofactor metálico.
CARACTERÍSTICAS • Las bacterias oxidantes del hidrógeno difieren por el aceptor de electrones que usan. • Si es diferente al oxígeno, éstas llevan acabo una respiración anaerobia. • Cuando se habla de ellas se habla de especies aerobias, es decir, su aceptor es el oxígeno. • Tienen al menos una enzima del tipo hidrogenasa que actúa uniendo hidrógeno.
DIFERENCIAS • Los quimiolitotrofos del azufre o las bacterias nitrificantes son en su mayoría quimiolitotrofos estrictos. • Las bacterias oxidantes del hidrógeno a diferencia de las bacterias nitrificantes o de los metanotrofos carecen de membranas internas.
REACCIÓN • En la oxidación del hidrógeno, este libera electrones: H2 2e- + 2H+ Pero esta oxidación, lleva a que ocurra una reacción de reducción: 1 O2 + 2e- + 2H+ H2O 2 H2 + 1 O2 H2O 2
- Pseudomonas carboxidovorans - Alcaligenes eutrophus - Aquaspirillum autotrophicum - Aquifex pyrophilus - Paracoccus denitrificans - Acidovorax facilus - Hidrogenophaga flava - Seliberia carboxidohydrogena - Hydrogenobacter thermophilus BACTERIAS GRAM NEGATIVAS
Pseudomonas • Bacilos con flagelación polar. • Habitat: Ambientes acuáticos con pocos nutrientes, manantiales con PH alcalino, de poca diversidad microbiana. • Requerimientos nutritivos muy sencillos a PH neutro y a temperatura en la zona de la Mesofilia 25 y 40° C. • Oxidan CO. • Papel: Importante en la descomposición, biodegradación y en el ciclo del carbono y nitrógeno. Degradan más de cien compuestos orgánicos incluyendo pesticidas, herbicidas, plásticos, sustancias de petroleo, hidrocarbonos y otras de las muchas moléculas naturales.
Pseudomonas • Transformaciones en el medio: Se encuentra en los sistemas de distribución del agua potable, causando serios problemas de calidad, como suciedad y deterioro en el sabor y en el olor. Esta presencia de biofilms como se les conoce, conlleva a la supervivencia de otras bacterias. • Asociados: La Legionella en particular, es capaz de sobrevivir en biofilms, como lo son Pseudomonas y Aeromonas. • Buen tratamiento y una adecuada desinfección con cloro.
Alcaligenes eutrophus • Bacilos. • Hábitat: En manantiales meso e hipotermales. - Asociados: Flavobacterium, Vibrio y Aeromonas. • En sitios contaminados con desechos. - Asociados: Pseudomonas. • Papel: Biodegradan pesticidas clorados, clorobencenos y clorofenólicos afines, naftaleno, tolueno, anilinas y varios hidrocarburos.
Alcaligenes eutrophus • Esta bacteria da una importante eficiencia en la producción de unos polimeros de reserva candidatos a reemplazar los plásticos sintéticos. (Imperial Chemical Industries) Billingham – Inglaterra.
Aquaspirillum autotrophilum • Espirilos de pequeño tamaño 0.2 – 1.5 Um • Movilidad, aerobia. • Hábitat: en agua dulce. Se diferencia de oceanospirillum, viven en el mar y necesitan NaCl para crecer. • Papel: Su función es reciclar la materia orgánica en ambientes acuáticos.
BACTERIAS GRAM POSITIVAS - Arthrobacter - Bacillus schlegelii - Mycobacterium gordonae
Arthrobacter • De forma bacilar a la forma esférica y de esta de nuevo a la bacilar. • Esto la distingue de la corynebacterium. • Inmóviles. • Hábitat: Son resistentes a la desecación y a la falta de alimentos, se encuentran entre las bacterias más corrientes del suelo. • Papel: Se han aislado cepas que descomponen herbicidas, cafeína, nicotina, fenol y otros compuestos orgánicos poco corrientes.
BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL • Hay un gran depósito genético en las bacterias en sus hábitat naturales. En algunos casos estos genes codifican para proteínas que degradan los contaminantes ambientales. La ingeniería genética está empezando a prestar atención a estos recursos, con la finalidad de limpiar el ambiente.
BIBLIOGRAFÍA • Gray, N. F. Calidad del agua potable: Problemas y soluciones. Zaragoza: Acribia. 1994 • Brock. Biología de los Microorganismos. 8ª edición. Madrid: Prentice-Hall. 1997 • www.supercable.es • www.biblioweb.dqsca.unam.mx