Elitamar Quispe Laurente Microbiologia

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FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL

DOCENTE : CESAR CÁCEDA QUIROZ

CURSO : MICROBIOLOGÍA

AMBIENTALAMBIENTAL

TEMA : ORGANISMOS UTILIZADOS EN LA BIORREMEDIACION TEMA : ORGANISMOS UTILIZADOS EN LA BIORREMEDIACION

FITORREMEDIAC

FITORREMEDIACION ION LA LA RELACION RELACION DEL DEL CIANURO CIANURO Y Y LOSLOS MICROORGANISMOS

MICROORGANISMOS

AÑO

AÑO : : ERO

ERO

5 TO CICLO 5 TO CICLO

ALUMNO : ELITAMAR QUISPE LAURENTE ALUMNO : ELITAMAR QUISPE LAURENTE

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En las últimas décadas, entre las técnicas empleadas pa

En las últimas décadas, entre las técnicas empleadas para contrarrestar los efectosra contrarrestar los efectos de los contaminantes, se comenzó a utilizar una práctica llamada biorremediación. de los contaminantes, se comenzó a utilizar una práctica llamada biorremediación. El término biorremediación fue acuñado a principios de la década de los

El término biorremediación fue acuñado a principios de la década de los ‘80, y‘80, y proviene del concepto de remediación, que hace referencia a la aplicación de proviene del concepto de remediación, que hace referencia a la aplicación de estrategias físico-químicas para evitar el daño y la contaminación en suelos. Los estrategias físico-químicas para evitar el daño y la contaminación en suelos. Los científicos se dieron cuenta que era posible aplicar estrategias de remediación que científicos se dieron cuenta que era posible aplicar estrategias de remediación que fuesen biológicas, basadas esencialmente en la observación de la capacidad de los fuesen biológicas, basadas esencialmente en la observación de la capacidad de los microorganismos de degradar en forma natural ciertos compuestos contaminantes. microorganismos de degradar en forma natural ciertos compuestos contaminantes. Entonces, la biorremediación surge como una rama de la biotecnología que busca Entonces, la biorremediación surge como una rama de la biotecnología que busca resolver los problemas de contaminación mediante el uso de seres vivos resolver los problemas de contaminación mediante el uso de seres vivos (microorganismos y plantas) capaces de degradar compuestos que provocan (microorganismos y plantas) capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrio en el medio ambiente, ya sea suelo, sedimento, fango o mar.

desequilibrio en el medio ambiente, ya sea suelo, sedimento, fango o mar. 1.1.

1.1. TIPOS DE BIORREMEDTIPOS DE BIORREMEDIACIÓNIACIÓN

En los procesos de biorremediación generalmente se emplean mezclas de En los procesos de biorremediación generalmente se emplean mezclas de ciertos microorganismos o plantas capaces de degradar o acumular ciertos microorganismos o plantas capaces de degradar o acumular sustancias contaminantes tales como metales pesados y compuestos sustancias contaminantes tales como metales pesados y compuestos orgánicos derivados de petróleo o sintéticos. Básicamente, los procesos de orgánicos derivados de petróleo o sintéticos. Básicamente, los procesos de biorremediación pueden ser de tres tipos:

biorremediación pueden ser de tres tipos:

ORGANISMOS UTILIZADOS EN LA

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1.1.1.

1.1.1. DEGRADACIÓN DEGRADACIÓN ENZIMÁTICAENZIMÁTICA

Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades industriales por bacterias que las producen se obtienen en cantidades industriales por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias modificadas genéticamente que son naturalmente, o por bacterias modificadas genéticamente que son comercializadas por las empresas biotecnológicas. Por ejemplo, existe un comercializadas por las empresas biotecnológicas. Por ejemplo, existe un amplio número de industrias de procesamiento de alimentos que amplio número de industrias de procesamiento de alimentos que producen residuos que necesariamente deben ser posteriormente producen residuos que necesariamente deben ser posteriormente tratados. En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar tratados. En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar (rompen) polímeros complejos para luego terminar de degradarlos con el (rompen) polímeros complejos para luego terminar de degradarlos con el uso de microorganismos .Un ejemplo lo constituyen las enzimas lipasas uso de microorganismos .Un ejemplo lo constituyen las enzimas lipasas (que degradan lípidos) que se usan junto a cultivos bacterianos para (que degradan lípidos) que se usan junto a cultivos bacterianos para eliminar los depósitos de grasa procedentes de las paredes de las eliminar los depósitos de grasa procedentes de las paredes de las tuberías que transportan los efluentes. Otras enzimas que rompen tuberías que transportan los efluentes. Otras enzimas que rompen polímeros utilizados de forma similar son las celulosas, proteinasas y polímeros utilizados de forma similar son las celulosas, proteinasas y amilasas, que degradan celulosa, proteínas y almidón, respectivamente. amilasas, que degradan celulosa, proteínas y almidón, respectivamente. Además

Además de de hidrolizar hidrolizar estos estos polímeros, polímeros, existen existen enzimas enzimas capaces capaces dede degradar compuestos altamente tóxicos. Estas enzimas son utilizadas en degradar compuestos altamente tóxicos. Estas enzimas son utilizadas en tratamientos en donde los microorganismos no pueden desarrollarse tratamientos en donde los microorganismos no pueden desarrollarse debido a la alta toxicidad de los contaminantes. Por ejemplo, se emplea debido a la alta toxicidad de los contaminantes. Por ejemplo, se emplea la enzima peroxidasa para iniciar la degradación de fenoles y aminas la enzima peroxidasa para iniciar la degradación de fenoles y aminas aromáticas presentes en aguas residuales de muchas industrias.

aromáticas presentes en aguas residuales de muchas industrias. 1.1.2.

1.1.2. REMEDIACIÓN REMEDIACIÓN MICROBIANAMICROBIANA

En este tipo de remediación se usan microorganismos

En este tipo de remediación se usan microorganismos directamente en eldirectamente en el foco de la contaminación. los microorganismos utilizados en foco de la contaminación. los microorganismos utilizados en biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos) en el sitio biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos) en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados.

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La gran diversidad de microorganismos existente ofre

La gran diversidad de microorganismos existente ofrece muchos recursosce muchos recursos para limpiar el medio ambiente y, en la actualidad, esta área está siendo para limpiar el medio ambiente y, en la actualidad, esta área está siendo objeto de intensa investigación. Existen, por ejemplo, bacterias y hongos objeto de intensa investigación. Existen, por ejemplo, bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus derivados, que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias p

mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlosueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente. Las de tal manera de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente. Las actividades microbianas en el proceso de biorremediación se pueden actividades microbianas en el proceso de biorremediación se pueden resumir en el siguiente esquema:

resumir en el siguiente esquema:

1.1.3.

1.1.3. REMEDIACIÓN CON PLANTAS (FITORREMEDIACIÓN)REMEDIACIÓN CON PLANTAS (FITORREMEDIACIÓN)

La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos. La fitorremediación ofrece algunas ventajas y orgánicos y radioactivos. La fitorremediación ofrece algunas ventajas y desventajas frente a los otros tipos de biorremediación:

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.Las plantas pueden ser utilizadas como bombas extractoras de bajo costo .Las plantas pueden ser utilizadas como bombas extractoras de bajo costo para depurar suelos y aguas contaminadas.

para depurar suelos y aguas contaminadas.

.Algunos procesos degradativos ocurren en forma más rápida con plantas .Algunos procesos degradativos ocurren en forma más rápida con plantas que con microorganismos.

que con microorganismos.

.Es un método apropiado para descontaminar superficies grandes o para .Es un método apropiado para descontaminar superficies grandes o para finalizar la descontaminación de áreas restringidas en plazos largos.

finalizar la descontaminación de áreas restringidas en plazos largos.

Las plantas pueden incorporar las sustancias contaminantes mediante Las plantas pueden incorporar las sustancias contaminantes mediante distintos procesos que se representan

distintos procesos que se representan en la siguiente ilustración y se explicanen la siguiente ilustración y se explican en la tabla que continúa:

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1.1.4.

1.1.4. USO USO DE DE ORGANISMOS ORGANISMOS MODIFICADOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE GENÉTICAMENTE ENEN BIORREMEDIACIÓN

BIORREMEDIACIÓN

En los últimos años, los avances en ingeniería genética han permitido el En los últimos años, los avances en ingeniería genética han permitido el desarrollo de organismos transgénicos. Y la biorremediación hace uso de desarrollo de organismos transgénicos. Y la biorremediación hace uso de esta nueva tecnología para resolver varios problemas de contaminación. esta nueva tecnología para resolver varios problemas de contaminación. El futuro promete aún más. Muchos grupos de investigación están El futuro promete aún más. Muchos grupos de investigación están desarrollando en el laboratorio, plantas y microo

desarrollando en el laboratorio, plantas y microorganismos genéticamenterganismos genéticamente modificados para ser mejores agentes de biorremediación, es decir que modificados para ser mejores agentes de biorremediación, es decir que degraden mejor o más eficientemente a los agentes contaminantes. Por degraden mejor o más eficientemente a los agentes contaminantes. Por ejemplo, se puede utilizar material genético de bacterias resistentes a ejemplo, se puede utilizar material genético de bacterias resistentes a metales para insertarlo en el genoma de una planta que, entonces, metales para insertarlo en el genoma de una planta que, entonces, adquiriría esta nueva característica. Un grupo de investigación utilizó un adquiriría esta nueva característica. Un grupo de investigación utilizó un gen llamado merA, que codifica para la enzima reductasa del ion gen llamado merA, que codifica para la enzima reductasa del ion mercúrico, altamente tóxico, que cataliza su reducción hasta la forma mercúrico, altamente tóxico, que cataliza su reducción hasta la forma volátil y poco tóxica de mercurio elemental, gaseoso en condiciones de volátil y poco tóxica de mercurio elemental, gaseoso en condiciones de temperatura no muy elevadas. Estos investigadores, consiguieron la temperatura no muy elevadas. Estos investigadores, consiguieron la transferencia del gen bacteriano merA a cultivos de Liriodendro tulipifera transferencia del gen bacteriano merA a cultivos de Liriodendro tulipifera (álamo amarillo). El gen se expresó adecuadamente en ese material (álamo amarillo). El gen se expresó adecuadamente en ese material vegetal, de modo que las plántulas regeneradas germinaron y crecieron vegetal, de modo que las plántulas regeneradas germinaron y crecieron vigorosamente en los medios de cultivo, que contenían niveles de iones vigorosamente en los medios de cultivo, que contenían niveles de iones mercurio que son normalmente tóxicos, siendo c

mercurio que son normalmente tóxicos, siendo capaces de captarlo en suapaces de captarlo en su forma iónica y de reducirlo en el interior de la planta, tras lo cual era forma iónica y de reducirlo en el interior de la planta, tras lo cual era liberado en la forma gaseosa no tóxica. Esta investigación ha abierto el liberado en la forma gaseosa no tóxica. Esta investigación ha abierto el camino para que en el futuro sea posible realizar plantaciones arbóreas camino para que en el futuro sea posible realizar plantaciones arbóreas transgénicas que, mediante este proceso de fitovolatilización u otros transgénicas que, mediante este proceso de fitovolatilización u otros parecidos, sean capaces de descontaminar terrenos con altos niveles de parecidos, sean capaces de descontaminar terrenos con altos niveles de contaminantes. Se están perfeccionando nuevos métodos de contaminantes. Se están perfeccionando nuevos métodos de biotecnología para el tratamiento del agua, que eliminarán los biotecnología para el tratamiento del agua, que eliminarán los compuestos que contengan fósforo, nitrógeno y azufre.

compuestos que contengan fósforo, nitrógeno y azufre.

La biorremediación mediante bacterias ofrece grandes posibilidades de La biorremediación mediante bacterias ofrece grandes posibilidades de limpiar y descontaminar sistemas complejos y gracias a sus ventajas limpiar y descontaminar sistemas complejos y gracias a sus ventajas económicas y ambientales será una de las

económicas y ambientales será una de las tecnologías más desarrolladastecnologías más desarrolladas durante este siglo. Se están utilizando cepas especializadas de durante este siglo. Se están utilizando cepas especializadas de microorganismos de alta actividad para tratar agentes contaminantes en microorganismos de alta actividad para tratar agentes contaminantes en diferentes sectores, como las industrias que utilizan catalizadores, las diferentes sectores, como las industrias que utilizan catalizadores, las textiles, las curtiembres, el procesamiento de celulosa y almidón, la textiles, las curtiembres, el procesamiento de celulosa y almidón, la

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Se han evaluado estrategias para minimizar los impactos

Se han evaluado estrategias para minimizar los impactos generados por el cianuro,generados por el cianuro, el método más usado es mediante procesos físicos de exclusión, adsorción con el método más usado es mediante procesos físicos de exclusión, adsorción con carbón activado, tratamiento químico y recuperación de cianuro, o por el carbón activado, tratamiento químico y recuperación de cianuro, o por el mantenimiento de los niveles disociables de ácido débil (WAD) de cianuro por mantenimiento de los niveles disociables de ácido débil (WAD) de cianuro por debajo de 50 mg L -1 (Gurbuz et al., 2004, Novak et al., 2013). Existen sitios en todo debajo de 50 mg L -1 (Gurbuz et al., 2004, Novak et al., 2013). Existen sitios en todo el mundo como es el caso de Dakota del sur en Estado

el mundo como es el caso de Dakota del sur en Estados Unidos, Columbia Británicas Unidos, Columbia Británica en Canadá que están contaminados con cianuro como resultado de la actividad en Canadá que están contaminados con cianuro como resultado de la actividad industrial del pasado y derrames accidentales (Akcil y Mudder

industrial del pasado y derrames accidentales (Akcil y Mudder , 2003; Huertas et al.,, 2003; Huertas et al., 2010; Novak et al., 2013).

2010; Novak et al., 2013).

Los tratamientos biológicos son alternativas factibles puesto que un amplio rango Los tratamientos biológicos son alternativas factibles puesto que un amplio rango de microorganismos puede metabolizar el cianuro. La bioadsorción es de microorganismos puede metabolizar el cianuro. La bioadsorción es generalmente usada para el tratamiento de met

generalmente usada para el tratamiento de metales pesados en desechos, y podrales pesados en desechos, y podríaía ser empleada para el tratamiento de efluentes que contienen iones metálicos ser empleada para el tratamiento de efluentes que contienen iones metálicos complejos (Aksu et al., 1999). Un ejemplo de adsorc

complejos (Aksu et al., 1999). Un ejemplo de adsorción es la pared celular del hongoión es la pared celular del hongo Rhizopus arrhizus, posee esencialmente varios compuestos orgánicos que incluyen Rhizopus arrhizus, posee esencialmente varios compuestos orgánicos que incluyen quitina, polisacáridos ácidos, lípidos, aminoácidos y otros compuestos celulares que quitina, polisacáridos ácidos, lípidos, aminoácidos y otros compuestos celulares que podrían generar una superficie para la adsorción complejos iónicos de cianuro y podrían generar una superficie para la adsorción complejos iónicos de cianuro y hierro (Aksu et al., 1999).

hierro (Aksu et al., 1999).

1. DEGRADACION BIOLOGICA

Estas metodologías se han empleado con éxito en el tratamiento de Estas metodologías se han empleado con éxito en el tratamiento de diferentes residuos líquidos industriales (Kuyucak y Akcil, 2013), las bacterias diferentes residuos líquidos industriales (Kuyucak y Akcil, 2013), las bacterias son las principales responsables de la degradación biológica (Akcil et al., son las principales responsables de la degradación biológica (Akcil et al.,

LA RELACION DE LOS

LA RELACION DE LOS MICROORGANISM

MICROORGANISMOS

OS

Y EL CIANURO

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2003), exhiben una amplia gama de funciones metabólicas y son capaces de 2003), exhiben una amplia gama de funciones metabólicas y son capaces de degradar estructuras químicas como el cianuro (Botz, 2001).

degradar estructuras químicas como el cianuro (Botz, 2001).

La degradación biológica o biodegradación de cianuro se da por la capacidad La degradación biológica o biodegradación de cianuro se da por la capacidad de ciertos grupos de microorganismo

de ciertos grupos de microorganismos (en su mayoría bacterias) para utilizars (en su mayoría bacterias) para utilizar compuestos cianurados como fuente de carbono y nitrógeno (Oudjehani et compuestos cianurados como fuente de carbono y nitrógeno (Oudjehani et al., 2002; Trapp et al., 2003), este tipo de estrategia biológica se puede al., 2002; Trapp et al., 2003), este tipo de estrategia biológica se puede aplicar in situ, en medios aeróbicos y anaeróbicos, crecimientos en aplicar in situ, en medios aeróbicos y anaeróbicos, crecimientos en suspensión de forma activa y pasiva. Las especies microbianas pueden suspensión de forma activa y pasiva. Las especies microbianas pueden crecer en múltiples entornos que permitan la captación, el tratamiento, la crecer en múltiples entornos que permitan la captación, el tratamiento, la adsorción y precipitación de cianuro, sus compuestos y metales (Akcil, 2002; adsorción y precipitación de cianuro, sus compuestos y metales (Akcil, 2002; Akcil et al., 2003; Oudjehani et al.,

Akcil et al., 2003; Oudjehani et al., 2002; Trapp et al., 2003; Kuyucak y Akcil2002; Trapp et al., 2003; Kuyucak y Akcil,, 2013). Se sabe que la toxicidad del cianuro en altas concentraciones puede 2013). Se sabe que la toxicidad del cianuro en altas concentraciones puede limitar la capacidad de los microorganismos para utilizarlo como

limitar la capacidad de los microorganismos para utilizarlo como sustrato parasustrato para su crecimiento (Patil y Paknikar, 1999. Los microorganismos involucrados en su crecimiento (Patil y Paknikar, 1999. Los microorganismos involucrados en la degradación de efluentes de minería, poseen varios sistemas enzimáticos la degradación de efluentes de minería, poseen varios sistemas enzimáticos específicos que les permite adaptarse en ambientes con alta concentración específicos que les permite adaptarse en ambientes con alta concentración de cianuro. Entre los microorganismos más conocidos están los hongos del de cianuro. Entre los microorganismos más conocidos están los hongos del género Fusarium, Hasenula, y las bacterias de los géneros E.coli, género Fusarium, Hasenula, y las bacterias de los géneros E.coli, Pseudomonas fluorescens, Citrobacter, Bacillus subtilis, quienes asimilan el Pseudomonas fluorescens, Citrobacter, Bacillus subtilis, quienes asimilan el cianuro usándolo como fuente de nitrógeno y/o carbono, con un 18 cianuro usándolo como fuente de nitrógeno y/o carbono, con un 18 Microorganismos potenciales degradadores de cianuro en residuos de Microorganismos potenciales degradadores de cianuro en residuos de minería de oro intermediario como es el NH (Akcil y Mudder, 2003; Botz et minería de oro intermediario como es el NH (Akcil y Mudder, 2003; Botz et al., 2005; Novak et al., 2013; Kebeish et al., 2015).

al., 2005; Novak et al., 2013; Kebeish et al., 2015). Algunos

Algunos microorganismos microorganismos tienen tienen la la capacidad capacidad de de asimilar asimilar el el mineral mineral yy eliminar el cianuro o llevarlo a amoniaco, fumarato y otros

eliminar el cianuro o llevarlo a amoniaco, fumarato y otros compuestos menoscompuestos menos peligrosos ambientalmente, como es el caso de Ferrobacillus ferroxidans, peligrosos ambientalmente, como es el caso de Ferrobacillus ferroxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans,

Acidithiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans Leptospirillum ferrooxidans y Acidithiobacillusy Acidithiobacillus

thiooxidans; Pseudomonas putida y Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas aeruginosa también lo elimina con niveles adecuados de Pseudomonas aeruginosa también lo elimina con niveles adecuados de

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para transformar este químico en sustancias menos contaminantes (Barclay para transformar este químico en sustancias menos contaminantes (Barclay et al., 1998).

et al., 1998). Algunos

Algunos hongos hongos reportados reportados en en la la literatura literatura como como degradadoredegradadores s de de cianurocianuro son; Gloeocerocospora sorghi (Fry y Munch, 1975; Wang et al., 1992), son; Gloeocerocospora sorghi (Fry y Munch, 1975; Wang et al., 1992), Fusarium lateritum y Stemphylium loti (Fry y Millar, 1972). En el caso de Fusarium lateritum y Stemphylium loti (Fry y Millar, 1972). En el caso de Fusarium solani ha sido demostrada su habilidad de utilizar el cianuro como Fusarium solani ha sido demostrada su habilidad de utilizar el cianuro como nutriente para su crecimiento. Para Fusarium oxysporum se ha reportado nutriente para su crecimiento. Para Fusarium oxysporum se ha reportado tolerancia al KCN transformándolo en formamida (Barclay et al., 1998). En el tolerancia al KCN transformándolo en formamida (Barclay et al., 1998). En el caso de Fusarium lateritium este presenta tolerancia al cianuro por la caso de Fusarium lateritium este presenta tolerancia al cianuro por la inducción de la enzima cianuro hidratasa (Barclay et al., 1998). Otras inducción de la enzima cianuro hidratasa (Barclay et al., 1998). Otras especies de hongos como es Trichoderma spp, también ha sido reportada, especies de hongos como es Trichoderma spp, también ha sido reportada, encontrando que una variedad de cepas de Trichoderma harzianum actúan encontrando que una variedad de cepas de Trichoderma harzianum actúan en la descomposición del cianuro (Ezzi y Lynch, 2005). Existen estudios en la descomposición del cianuro (Ezzi y Lynch, 2005). Existen estudios relacionados a la desintoxicación de cianuro por algas como es el caso de relacionados a la desintoxicación de cianuro por algas como es el caso de Arthrospira

Arthrospira maxima, maxima, Chlorella Chlorella sp. sp. y y Scenedesmus Scenedesmus obliquus obliquus en en aguasaguas contaminadas obteniendo un porcentaje entre el 86 al 90% de remoción del contaminadas obteniendo un porcentaje entre el 86 al 90% de remoción del cianuro (Gurbuz, 2004).

cianuro (Gurbuz, 2004).

2.

2. AISLAMIENTO Y LA EVALUACIÓN DE MICROORGANISMOS

AISLAMIENTO Y LA EVALUACIÓN DE MICROORGANISMOS

BIODEGRADADORES DE CIANURO

La ruta de asimilación de cianuro en P. pseudoalcaligenes CECT5344

transcurre a través de un nitrilo formado por la reacción química del cianuro

con el oxalacetato, siendo este último acumulado como consecuencia de la

acción conjunta de una malato:quinona oxidoreductasa (MQO) y la oxidasa

terminal resistente a cianuro (CioAB) (Luque-Almagro et al., 2011b). Los

nitrilos pueden ser convertidos en amonio por la acción de una nitrilasa o un

sistema nitrilo hidratasa/amidasa. Con el objetivo de elucidar la ruta de

asimilación de cianuro en P. pseudoalcalígenes CECT53

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el proteoma de este microorganismo en condiciones cianotróficas frente a

nitrato como fuente de nitrógeno como control.

En este estudio se identificaron proteínas relacionadas con la ruta de

asimilación de cianuro en la estirpe CECT5344, que aparecían inducidas por

cianuro, como NitB y NitG, cuyos genes se encuentran localizados en la

agrupación génica nit1C. Además de NitB y NitG, de función desconocida, la

agrupación génica nit1C codifica un regulador transcripcional del tipo Fis

dependiente de σ54 (NitA), una nitrilasa (NitC), una proteína que pertenece dependiente de σ54 (NitA), una nitrilasa (NitC), una proteína que pertenece a la superfamilia S-adenosilmetionina (NitD), un miembro de la superfamilia

a la superfamilia S-adenosilmetionina (NitD), un miembro de la superfamilia

N-aciltransferasa (NitE), un polipéptido de

N-aciltransferasa (NitE), un polipéptido de la familia AIRS/GARS (NitF) y unala familia AIRS/GARS (NitF) y una

oxidorreductasa dependiente de NADH (NitH). Un análisis transcripcional

mediante RT-PCR determinó que los genes nitBCDEFGH se cotranscriben,

mientras que el gen regulador nitA se transcribe de forma divergente.

Además,

Además, resultados resultados obtenidos obtenidos por por RT-PCR RT-PCR confirman confirman que que la la expresión expresión dede

los genes nitBCDEFGH está inducida por cianuro y reprimida por amonio. La

relación entre el cianuro y el grupo de genes nit1C queda patente por el

fenotipo de los mutantes deficientes nitA, nitB y nitC, incapaces de usar

complejos cianuro-metálicos o 2-hidroxinitrilos como única fuente de

nitrógeno. Todos estos datos indican que la nitrilasa NitC, junto con la

proteína NitB, utilizan de forma específica determinados nitrilos alifáticos

como sustrato, entre los que se

como sustrato, entre los que se encuentran el formado durante la asimilaciónencuentran el formado durante la asimilación

de cianuro (Estepa et al., 2012). Además, entre las proteínas inducidas por

cianuro se identificaron una dihidropicolinato sintasa (DapA), un

cianuro se identificaron una dihidropicolinato sintasa (DapA), una fosfoserinaa fosfoserina

transaminasa (SerC) y una proteína de función desconocida (Orf1), las tres

codificadas por genes del operón cio, una cianasa (CynS), la proteína S6 de

la subunidad ribosomal 30S (RpsF), una superóxido dismutasa (SodB), la

ferritina (Dps), una oxidorreductasa (Fpr) y un fa

ferritina (Dps), una oxidorreductasa (Fpr) y un factor de elongación P (EF-P).ctor de elongación P (EF-P).

Una vez identificadas, estas proteínas s

Una vez identificadas, estas proteínas se han analizado funcionalmente y see han analizado funcionalmente y se

han localizado en el genoma de P. pseudoalcaligenes CECT5344 los genes

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procesos biológicos relacionados con el metabolismo del cianato y de

algunos aminoácidos, el estrés oxidativo y la homeostasis de hierro, entre

otros. Por otra parte, el conocimiento en profundidad

otros. Por otra parte, el conocimiento en profundidad y la interpretación de lay la interpretación de la

secuencia génica de P. pseudoalcaligenes CECT5344, así como el análisis

comparativo frente a organismos no cianotrofos ha permitido entender

algunos de los mecanismos implicados en la resistencia y asimilación de

cianuro, lo que permitiría conducir a la posterior mejora del proceso de

biodegradación de cianuro. Además, el estudio del genoma de la estirpe

CECT5344 permitirá explorar la capacidad de este organismo para ser

utilizado en procesos de biorremediación de residuos cianurados en los que

se encuentran metales y otros tóxicos (Luque-Almagro et al., 2013; Wibberg

et al., 2014). En este trabajo se muestran y discuten los resultados de la

secuenciación del genoma de P. pseudoalcaligenes, así como el estudio del

análisis filogenético y evolutivo de la cepa, estableciéndose de esta manera

relaciones con otras especies en base a los genomas secuenciados de las

mismas, entre las que destaca P. mendocina ymp relacionada con P.

pseudoalcaligenes CECT5344. El estudio de las características del genoma

de P. pseudoalcaligenes CECT5344 ha sido completado con un análisis

comparativo frente a los genomas de otras especies de Pseudomonas,

encontrándose así semejanzas y diferencias en cuanto a la distribución

génica funcional. Por último, se muestra un análisis del genoma de P.

pseudoalcaligenes CECT5344 en relación con los genes implicados

probablemente en los procesos de asimilación de cianuro y residuos

cianurados, tales como los codificantes de nitrilasas y aquellos implicados en

la resistencia a cianuro como los constituyentes del operón cio que codifican

la oxidasa terminal insensible a cianuro. Finalmente, se discute la presencia

de genes implicados posiblemente en otros procesos con una alto potencial

biotecnológico, tales como la producción de bioplásticos y la biodegradación

de diversos contaminantes.

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