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Por el contrario, los organismos quimioheterótrofos (o simplemente [[heterótrofo]]s), como los [[animal]]es y los [[Fungi|hongos]], [[oxidación|oxidan]] [[moléculas orgánicas]] reducidas, como la [[glucosa]] (vía [[glucólisis]]), los [[triglicérido]]s (vía [[beta oxidación]]) o los [[aminoácido]]s (vía [[desaminación oxidativa]]) para obtener energía metabólica ([[Adenosín trifosfato|ATP]]) y [[poder reductor]]; además, son incapaces de usar del CO<sub>2</sub> como fuente de carbono. |
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== Tipos de bacterias quimiosintéticas == |
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=== Bacterias incoloras del azufre === |
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Las [[bacterias incoloras del azufre]] oxidan [[azufre]] o compuestos reducidos de azufre. Son bacterias [[aerobia]]s obligadas ya que necesitan [[oxígeno]] para la oxidación. Son las responsable de la transformación del [[sulfuro de hidrógeno]] (H<sub>2</sub>S), procedente de la descomposición de la materia orgánica, en sulfato (SO<sub>4</sub><sup>-2</sup>) asimilable por las plantas, con lo que cierran el [[ciclo del azufre]].<ref name=jim>Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. ''Biología 2''. Grupo Promotor Santillana. ISBN 974-84-7918-349-3</ref> |
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Las reacciones son las siguientes: |
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::'''H<sub>2</sub>S + ½O<sub>2</sub> → S + H<sub>2</sub>O + 50 [[kcal]]/[[mol]]''' |
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::'''2 S + 3O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O → 2SO<sub>4</sub><sup>-2</sup> + 4H<sup>+</sup> + 119 kcal/mol''' |
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La producción de sulfato origina unas condiciones extremadamente ácidas, con un pH inferior a 2; ''[[Thiobacillus|Thiobacillus thiooxidans]]'' es excepcionalmente resistente a estas condiciones y se encuentra en la naturaleza en ambientes muy ácidos. La capacidad de las bacterias oxidadoras de azufre para producir [[ácido sulfúrico]] se utiliza a veces en agricultura para corregir suelos alcalinos; con el [[arado]] se introduce en el suelo azufre en polvo que las sulfobacterias presentes de manera natural en el suelo oxidan, disminuyendo el pH del suelo hasta valores más adecuados para el cultivo.<ref name=bro>Brock, T. D. 1978. ''Biología de los microorganismos'', 2ª edición. Ediciones Omega, Barcelona,774 pp. ISBN 84-282-0328-8</ref> |
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===Bacterias del nitrógeno=== |
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Las [[bacterias del nitrógeno]] oxidan compuestos reducidos de [[nitrógeno]]. Están ampliamente difundidas en el [[suelo]] y son las responsables de oxidar [[amoniaco]] (NH<sub>3</sub>), generalmente procedente de la descomposición de la materia orgánica (cadáveres, excreción), y transformarlo en nitratos (NO<sub>3</sub><sup>-</sup>) asimilables por la plantas; cierran así el [[ciclo del nitrógeno]]. Pueden distinguirse las [[bascterias nitrosificantes]] y las [[bacterias nitrificantes]]. |
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*'''[[Bacterias nitrosificantes]]'''. Transforman en amoniaco en nitritos (por ejemplo, ''[[Nitrosomonas]]''), según la reacción siguiente: |
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::'''2NH<sub>3</sub> + 3O<sub>2</sub> → 2NO<sub>2</sub><sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> + 2H<sub>2</sub>O + 65 kcal/mol''' |
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*'''[[Bacterias nitrificantes]]'''. Actúan a continuación de las anteriores, transformando los nitritos en nitratos (por ejemplo ''[[Nitrobacter]]''), según la reacción siguiente: |
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::'''NO<sub>2</sub><sup>-</sup> + ½O<sub>2</sub> → NO<sub>3</sub><sup>-</sup> + 18 kcal/mol''' |
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===Bacterias del hierro=== |
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Las [[bacterias del hierro]] oxidan compuestos de [[hierro]] ferroso (Fe<sup>2+</sup>) a férricos (Fe<sup>3+</sup>) con lo que transforman depósitos de [[carbonato de hierro]] en [[yacimiento]]s de [[óxido de hierro]]. La reacción es la siguiente: |
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:: '''2FeCO<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub>O + ½O<sub>2</sub> → 2Fe(OH)<sub>3</sub> + 2CO<sub>2</sub> + 40 kcal/mol''' |
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El hierro ferrosos se oxida espontáneamente a pH neutro, pero no a pH ácido, con lo que estas bacterias deben vivir en ambientes ácidos para su supervivencia; ''[[Thiobacillus ferrooxidans]]'' vive en las aguas que se escurre por las galerías de las [[mina|minas de carbón]], que es con frecuencia ácidas y contienen hierro ferroso.<ref name=bro/> |
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El hidrógeno es primero activado por la [[enzima]] [[hidrogenasa]] y transferido después al [[NAD]] el cual es oxidado en la [[cadena respiratoria]] y se sintetiza ATP por fosforilación oxidativa.<ref name=bro/> |
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==Referencias== |
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[[Categoría:Metabolismo|Quimioautotrofo]] |
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[[Categoría:Microbiología|Quimioautotrofo]] |
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Revisión del 15:24 4 nov 2009
Los organismos quimioautótrofos o quimiolitótrofos son aquéllos capaces de utilizar compuestos inorgánicos reducidos como substratos para el metabolismo respiratorio. Es una facultad exclusiva de las bacterias conocida con el nombre de quimiosíntesis.
Al igual que los fotoautótrofos (como algas y plantas) los quimioautótrofos utilizan el CO2 como fuente principal de carbono, pero a diferencia de ellos, no utilizan la luz como fuente de energía sino que la obtienen por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH3, NO2-, H2, formas reducidas del azufre (H2S, S , S2O3-) o Fe2+. Su carbono celular deriva del CO2 y es asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin, de modo análogo a las plantas. Como resultado de su capacidad distintiva de crecer en medios estrictamente minerales, en ausencia de luz, estos organismos son denominados con frecuencia quimiolitótrofos (de lithos, roca).
Por el contrario, los organismos quimioheterótrofos (o simplemente heterótrofos), como los animales y los hongos, oxidan moléculas orgánicas reducidas, como la glucosa (vía glucólisis), los triglicéridos (vía beta oxidación) o los aminoácidos (vía desaminación oxidativa) para obtener energía metabólica (ATP) y poder reductor; además, son incapaces de usar del CO2 como fuente de carbono.
Tipos de bacterias quimiosintéticas
Bacterias incoloras del azufre
Las bacterias incoloras del azufre oxidan azufre o compuestos reducidos de azufre. Son bacterias aerobias obligadas ya que necesitan oxígeno para la oxidación. Son las responsable de la transformación del sulfuro de hidrógeno (H2S), procedente de la descomposición de la materia orgánica, en sulfato (SO4-2) asimilable por las plantas, con lo que cierran el ciclo del azufre.[1]
Las reacciones son las siguientes:
- 2 S + 3O2 + 2H2O → 2SO4-2 + 4H+ + 119 kcal/mol
La producción de sulfato origina unas condiciones extremadamente ácidas, con un pH inferior a 2; Thiobacillus thiooxidans es excepcionalmente resistente a estas condiciones y se encuentra en la naturaleza en ambientes muy ácidos. La capacidad de las bacterias oxidadoras de azufre para producir ácido sulfúrico se utiliza a veces en agricultura para corregir suelos alcalinos; con el arado se introduce en el suelo azufre en polvo que las sulfobacterias presentes de manera natural en el suelo oxidan, disminuyendo el pH del suelo hasta valores más adecuados para el cultivo.[2]
Bacterias del nitrógeno
Las bacterias del nitrógeno oxidan compuestos reducidos de nitrógeno. Están ampliamente difundidas en el suelo y son las responsables de oxidar amoniaco (NH3), generalmente procedente de la descomposición de la materia orgánica (cadáveres, excreción), y transformarlo en nitratos (NO3-) asimilables por la plantas; cierran así el ciclo del nitrógeno. Pueden distinguirse las bascterias nitrosificantes y las bacterias nitrificantes.
- Bacterias nitrosificantes. Transforman en amoniaco en nitritos (por ejemplo, Nitrosomonas), según la reacción siguiente:
- 2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O + 65 kcal/mol
- Bacterias nitrificantes. Actúan a continuación de las anteriores, transformando los nitritos en nitratos (por ejemplo Nitrobacter), según la reacción siguiente:
- NO2- + ½O2 → NO3- + 18 kcal/mol
Bacterias del hierro
Las bacterias del hierro oxidan compuestos de hierro ferroso (Fe2+) a férricos (Fe3+) con lo que transforman depósitos de carbonato de hierro en yacimientos de óxido de hierro. La reacción es la siguiente:
- 2FeCO3 + 3H2O + ½O2 → 2Fe(OH)3 + 2CO2 + 40 kcal/mol
El hierro ferrosos se oxida espontáneamente a pH neutro, pero no a pH ácido, con lo que estas bacterias deben vivir en ambientes ácidos para su supervivencia; Thiobacillus ferrooxidans vive en las aguas que se escurre por las galerías de las minas de carbón, que es con frecuencia ácidas y contienen hierro ferroso.[2]
Bacterias del hidrógeno
Las bacterias del hidrógeno son quimioautótrofas facultativas capaces de utilizar hidrógeno molecular como fuente de energía:[1]
- H2 + ½O2 → H2O + 57 kcal/mol
El hidrógeno es primero activado por la enzima hidrogenasa y transferido después al NAD el cual es oxidado en la cadena respiratoria y se sintetiza ATP por fosforilación oxidativa.[2]