Bacterias quimiolitótrofas: oxidadorasdel azufre y del hierro.
Realizado por:
Jorge Haro Arroyo
Manuel Pedro Jiménez García
Índice
1. Introducción y clasificación filogenética.
2. Fisiología y metabolismo de las bacterias
del hierro.
3. Fisiología y metabolismo de las bacterias
del azufre.
4. Ecología de las bacterias del azufre y del
hierro.
Introducción� Concepto de bacterias quimiolitótrofas.
� Obtención de energía � sustratos inorgánicos:
- Bacterias del hierro: hierro ferroso (Fe2+)
- Bacterias del azufre: azufre elemental (So), sulfuro de hidrogeno (H2S), tiosulfato (S2O32-).
� Obtención de carbono � ciclo de Calvin (autotrofía) o compuestos orgánicos (mixotrofía)
� Son aerobias (aunque hay excepciones).
� Generalmente bacilosGramnegativos
� Oxidan siempre azufre y EXCLUSIVAMENTE hierro
Clasificación filogenética
Pertenecen al phylum Proteobacteria.
Clases: Alpha, Beta y Gamma.
�Principales géneros y características:
• G. Acidithiobacillus (antiguo Thiobacillus) (clases Alpha, Beta y
Gamma). � quimiolitoautótrofos.
• G. Beggiatoa (clase Gamma). � mixótrofos.
• G. Achromatium (clase Gamma) � quimiolitoautótrofos.
Fisiología y metabolismo de las bacterias del hierro
• Consideraciones químicas del medio.
• Fe2+ frente a O2 en medios neutros y ácidos
• Cadena de transporte electrónico (modelo de Acidithiobacillus ferrooxidans).
• Transporte inverso de electrones.
Cadena de transporte electrónico y transporte inverso de e-
(modelo de Acidithiobacillus ferrooxidans)
Reacción general: 2 Fe2+ + ½ O2 + 2H+ ���� 2 Fe3+ + H2O
Acidithiobacillus ferrooxidans integrando el metabolismo del azufre y del hierro.
Fisiología y metabolismo de las bacterias del azufre
• Los compuestos reducidos del azufre:
- Sulfuro de hidrógeno (H2S)
- Azufre elemental (So)
- Tiosulfato (S2O32-).
• Transporte inverso de electrones.
• Los productos del azufre reducen el pH y acidifican el medio
• Formas o fases para la reducción del azufre.
Cadena de transporte electrónico y transporte inverso de e-
Formas o modalidades de reducción del azufre
Inicialmente: sulfuro-oxidasa oxida al azufre (procedente
tanto de H2S, como So), unido a
glutatión � sulfito.
Forma 1: actividad sulfito-oxidasa. sulfito � sulfato.
Forma 2: actividad invertida de adenosina-fosfosulfato-reductasa (APS). sulfito � sulfato
Forma 3: Sistema Sox.
H2S � sulfato
Ecología de las bacterias del
hierro y del azufre
Ecología de las bacterias del hierro (I)
• Hábitat característico:
- Minas de carbón, donde abunda la pirita.
- Intervienen en el ciclo biogeoquímico del hierro.
- Provocan el fenómeno de “drenaje ácido de las minas”
• Especies relevantes:
Acidithiobacillus ferrooxidans: (phylum Proteobacteria, aerobios, gram-,
género Acidithiobacillus)
Leptospirillum ferrooxidans: (phylum Nitrospirae, aerobios, gram-, género
leptospirillum)
Ecología (II): Especies relevantes• Acidithiobacillus ferrooxidans:
- Desarrollo a pH entre 2-4 y temperatura entre 20-30ºC.
- Termófilos y acidófilos.
- Tipo predominante en minas ácidas de carbon.
- Incrementan depósitos de pirita (FeS2).
- Beneficios al ser humano: biolixiviación (separación materiales como uranio y
cobre).
Ecología (III): Especies relevantes
• Leptospirillum ferrooxidans:
- Desarrollo a pH entre 1-2 y temperatura entre 30-50ºC.
- Viven en aguas profundas de minas formando un biofilm rosado.
- Utilizados en biooxidación (extracción de metales de los minerales).
Ejemplo de biominería (biolixiviación y biooxidación)
Ecología de las bacterias del azufre
• Hábitats y ambientes:
- Ricos en H2S
- Manantiales sulfurosos
- Lechos de algas en putrefacción
- Chimeneas hidrotermales
- Sedimentos sulfurados de agua dulce
• Importancia biotecnológica y ecológica:
- Biominería
- Biolixiviación de minerales
- Desulfuración del carbón
- Reduce los efectos de la lluvia ácida
Géneros relevantes de las bacterias del azufre (I)
• G. Achromatium
- Se pueden observar los
carboxisomas dentro de
la célula.
Géneros relevantes de las bacterias del azufre (II)
• G. Beggiatoa
- Se pueden observar los
gránulos intracelulares de azufre elemental.
Fin de la presentación
