Polución del ambiente.... Plantas farmacéuticas y químicas  xenobióticos y polímeros sintéticos) Industria del papel, producción de pulpa, imprentas compuestos clorados Minería y plantas de procesamiento de metales pesados Industria de los combustibles fósiles (petróleo) - Utilización intensiva del suelo: exceso de fertilizantes, pesticidas, herbicidas, etc.

Procesos naturales, fisicoquímicos Muy lentos !! Alternativa Uso de organismos vivos Fitorremediación Microorganismos Capacidad de degradar compuestos xenobióticos : inherente a muchos organismos vivos, especialmente a microorganismos -Gran diversidad, Plasticidad metabólica, Alta velocidad de reproducción Capacidad de transferencia horizontal de genes Desarrollo y adaptación a condiciones rápidamente cambiantes del ambiente.

Compuestos recalcitrantes: resisten la biodegradación y persisten en el ambiente. Esta resistencia a ser degradados puede deberse a que -no son reconocidos como sustrato por las enzimas existentes -son altamente estables, es decir inertes químicamente debido a sustituciones con grupos halógenos, nitro, sulfonato, etc -Insolubles en agua -Altamente tóxicos o que originan comp altamente tóxicos al ser degradados Ejemplos : Halocarbonos, bifenilos policlorados, polímeros sintéticos, etc

Secuenciación de genomas bacterianos Alcanivorax borkumensis Geobacter sulfurreducens Deinococcus radiodurans

Hidrocarburos -Rutas de degradación -Regulación -Factores que mejoran la degradación -Identificación de microorganismos degradadores en una población

Hidrocarburos, rutas de degradación - de cadena lineal (alifáticos) - aromáticos (hidrofobicidad intercalado en memb biológicas) - asfaltenos (fenoles, ácidos grasos, cetonas, ésteres y porfirinas - Resinas: piridinas, quinolinas, carbazoles, sulfóxidos y amidas. Difieren en la susceptibilidad a ser degradados por microorganismos Alifáticos

Aromáticos Alta estabilidad Asfaltenos Resinas

Degradación de HC aeróbica aceptor de e- O2 anaeróbica aceptor de e- NO3 SO4 CO2 (en metanógenas) Monooxigenasas Dioxigenasas Aerobiosis Insertan un átomo de O2 molecular, el otro se reduce para formar H2O Insertan ambos átomos del O2 Enzimas aeróbicas catalizan degradación de alcanos, monoaromáticos , policíclicos, hidrocarburos clorinados, nitroaromáticos. Enzimas anaeróbicas: Decloracion reductiva: Dehalogenasas reductoras Adición de fumarato: Alquil succinato sintetasas

Degradación aeróbica de alcanos α-hidroxilación -Se hidroxila un C terminal -Alcohol deshidrog produce un aldehído -Se oxida el aldehído, forma ác carboxílico de cadena larga (ácido graso) -el ác graso es “activado” con coenzimaA y degradado a acetylCoA por β-oxidación -ciclo de Krebs Otras vías - Ruta de oxidación Subterminal - Degradación anaeróbica (Fe, nitratos o sulfatos como aceptores de e-; procesos más lento)

Enzimas catabólicas asociadas a membranas

Degradación aeróbica de aromáticos: -Activación del anillo de benceno - Clivaje del anillo Rutas superiores Monooxigenasas o dioxigenasas Rutas inferiores

Intradiol O-clivaje Extradiol m-clivaje

Degradación de poliaromáticos Acido salicílico (catecol) Acido gentísico (protocatecuato)

Formas de medir degradación HPLC , análisis de productos formados Consumo de O2 SIP (stable-isotope probing) 13C, incorporación en los ácidos grasos, liberación de CO2 marcado

Regulación de la degradación Genes alk -Genes en operones -en gral son inducibles por el compuesto a degradar -la mayoria en plásmidos

Factores que influyen en la capacidad degradativa en el ambiente -Microorganismos presentes Achromobacter,Acinetobacter, Alcaligenes,Arthrobacter, Bacillus,Flavobacterium,Nocardia, yPseudomonas spp. Y los coryneforms Entre los hongos, Aureobasidium, Candida, Rhodotorula,y Sporobolomyces spp en agua de mar y Trichoderma y Mortierella spp en suelos -Adaptación exposición previa a HC -Inducción de enzimasespecíficas -cambios genéticosplásmidos -enriquecimiento selectivo -Producción de surfactantes o tensioactivos tensión superficial

Quimiotaxis Control - Control + cepa I cepa III cepa IV cepa V Cepa A Cepa C Cepa D Cepa E DBS 1 % Quimiotaxis

Paul, 2006 - Bioaumentación

Identificación de microorganismos degradadores en una población Técnicas dependientes de cultivo DNA SIP (stable isotope probing)

Técnicas independientes de cultivo DGGE de amplicones Hibridización in situ