Microbial Syntrophy: Ecosystem-Level
Biochemical Cooperation
Michael J. McInerney, Jessica R. Sieber,
and Robert P. Gunsalus
Volume
6, Number 11, 2011 / Microbe
Por
Tania Lucero Vargas Luna
Gracias
a las secuencias genómicas de Syntrophy se ha demostrado que estos
microorganismos son esenciales para el ciclo global del carbono, que pueden
producir hidrogeno, entre otras características.
El
termino Syntrophy fue utilizado para describir el intercambio de los compuestos
de azufre entre las bacterias fototróficas y las quimiótrofas, reductoras de
azufre. Después el termino se utilizo para incluir al hidrógeno y formar intercambios
en ambientes metanogenicos entre microbio fermentivo metabolizador y arqueas
metanogenicas.
Se
espera tener una mejor comprensión de los procesos microbianos y asi tener un
mejor control de la degradación de los recursos para convertir los recursos
renovables en energía
rica
en metano.
En
cuanto al ciclo del carbono, existen bacterias responsables de metabolizar petróleo
y también polímeros naturales degradantes, como polisacáridos, proteínas, ácidos
nucleídos y lípidos. Las bacterias hidrolizan los polímeros en sus hábitats anaerobias,
luego fermentan los productos hidroliticos al acetato y acidos grasos de cadena
larga, alcoholes y compuestos aromaticos. Entonces, el propinato, las cadenas
largas de acidos grasos, y los mencionados anteriormente son Syntrophicalli
metabolizado para formar hidrogeno y acetato. Por ultimo, están los dos grupos
que usan hidrogeno y formiato que convierten el etilo, formiato e hidrogeno en dióxido
de carbono y metano.
Syntrophy
también juega un papel muy importante en la degradación de compuestos
aromaticos, pues utiliza sus derivados de la CoA que luego degradan aun mas y
forman sustratos metanogenicos.
La
posible interrupción del metabolismo de Syntrophy con los ácidos grasos puede
retrasar la transformacion de la materia orgánica.
Una hipótesis
señala que la actividad metanogenica y el metano pudo haber sido importante en
eras anteriores, debido a que el planeta se calentó cuando podría haber
ocurrido una glaseacion. Esto sufiere aumentos de metano en la atmosfera, lo
que provoca calentamiento global.
Esta
metanogénesis probablemente se acelerara a medida que los deshielos aumenten
debido al incremento de temperaturas.
Una característica
definitiva de Syntrophy es la transferencia de electrones en un proceso
repiratorio especializado, pues requiere de energía para reducir termodinámicamente
los procesos desfavorables de redox. Uno de estos procesos se llama codificación
de electrones.
Los
genes homólogos se encuentran en muchos anaerobios incluyendo metabolizadores
microbianos. Los genes que codifican la hidrogenasa incluyen NADH
deshidrogenasa y proteínas.
Los
complejos de membrana pueden estar involucrados en la transferencia de
electrones durante el metabolismo microbiano, por ejemplo S. wolfei y S.
aciditrophicus (dos microorganismos similares) contienen menaquinonas que podrían
funcionar como portador de electrones entre los complejos de membrana que
participan en la oxidación del acetil CoA, los de hidrogenasas, deshidrogenasas
u otro complejo de membrana redox.
Uno
de estos genes predicho para codificar oxidorreductasa hierro-azufre en la
membrana se encuentra en S. aciditrophicus y S. Wolfei. Este gen podría servir
como módulo de entrada para los electrones de transferencia durante el
metabolismo de acido aromático.
Durante
el metabolismo microbiano, la rnf funcionaria en sentido inverso utilizando el
gradiente de sodio para conducir la desfavorable reducción de ferredoxina con
NADH
El
problema aquí se encuentra en definir el estilo de vida de los microorganismos,
pues no se sabe si no utilizan algunos genes en cultivos puros. También en
saber como se comunican las células microbianas, una posibilidad puede ser la señalización
de quórum, pero no se encuentran células gen dependientes de la densidad en
sistemas de S. aciditrophicus o S. wolfei. Otra posibilidad incluye dos
componentes de sistemas de regulación y de factores sigma.
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