Acidithiobacillus ferrooxidans

Acidithiobacillus ferrooxidans Seminario 2 Microbiología GeneralUniversidad de La Frontera

Xaviera Hernández Figueroa

Víctor Hidalgo Zúñiga

Gabriel Sánchez Lagos

Jhonatan Peña Alonso

Ingeniería Civil en Biotecnología

Taxonomía

Reino Bacteria

Filo Proteobacteria

Clase Gammaproteobacteria

Orden Acidithiobacillales

Familia Acidithiobacillaceae

Género Acidithiobacillus

Especie Acidithiobacillus ferrooxidans

Tabla 1: Taxonomía de A.ferrooxidans.

Figura 1: Acidithiobacillus ferrooxidans visto con microscopio electrónico de transmisión. Escala 500nm

Fuente: Journal of Bacteriology. (http://jb.asm.org/content/178/19/5776.short)

Figura 2: Acidithiobacillus ferrooxidans microscopio de contrasteFuente: South African Society for Microbiology

(http://sasm.org.za/blog/item/4-prof-doug-rawlings.html#.UMCr6eTK44x)

Bacteria Gram (-) Con aspecto de Bacilo 0,5-0,6 µm de ancho y 1,0-2,0 µm de largo Asociación en parejas, rara vez en cadenas cortas Posee un único Flagelo

Sulfuro de hierro (III) FeS2 principal fuente energética

Formas degradativas de la pirita por Acidithiobacillus ferrooxidans:

Mecanismo Directo Mecanismo Indirecto

Figura 3: Pirita o pirita de hierro (sulfuro de hierro (III) )Fuente: Diccionario de Geoquímica

(http://www.geofisica.cl/English/pics9/Geoquimica.htm)

Figura 4: Mina de hierro El RomeraFuente: Apuntes de Geología de Minas

(http://www.aulados.net/Geologia_yacimientos/Geologia_Minas/Geologia_Minas_portada.htm)

Mecanismo Directo Adhesión de Acidithiobacillus ferrooxidans a la mena de pirita por

medio de lipolisacaridos La bacteria Utiliza el agua y el oxígeno disponible para romper la pirita.

El mecanismo utilizado por ella aún está en estudio Luego de finalizada la degradación la pirita es separada en ión ferroso

y ácido sulfúrico.

FeS2 + H2O + 7/2 O2 → Fe2+ + 2SO42- + 2H+

Figura 5: Fotografía microscopica pirita degradada por Acidithiobacillus ferrooxidans

Fuente: Microbial Oxidation of Sulfide Tailings and the Environmental Consequences

(http://elements.geoscienceworld.org/content/8/2/119.abstract)

Mecanismo Indirecto Ocurre inmediatamente después de sucedido el mecanismo directo El A. ferrooxidans al encontrar ión ferroso (Fe+2) es capaz de

oxidarlo y convertirlo en ión férrico (Fe+3), éste a su vez realiza el mismo trabajo que el A. ferrooxidans (mecanismo directo) de forma natural pero más lento.

FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO4 2- + 16 H+

Figura 6: Fe (II) oxidado y convertido a Fe (III) por Acidithiobacillus ferrooxidans

Fuente Tokyo Tech/Iron-oxidizing bacteria(http://2009.igem.org/Team:Tokyo_Tech/Iron-oxidizing_bacteria)

Figura 7: La cadena de transporte de electrones de Acidithiobacillus ferrooxidans. A la izquierda la ruta para generar NADH, una molécula indispensable para convertir materia inorgánica en

materia orgánica. A la derecha la ruta para convertir los protones en moléculas de agua. Fuente: Extending the models for iron and sulfur oxidation in the extreme

Acidophile Acidithiobacillus ferrooxidans(http://www.biomedcentral.com/1471-2164/10/394/)

Figura 8: La cadena de transporte de electrones de Acidithiobacillus ferrooxidans. A la izquierda la ruta para generar ácido sulfúrico y a la derecha para generar azufre puro.

Fuente: Characteristics and adaptability of iron- and sulfur-oxidizing microorganisms used for the recovery of metals from minerals and their concentrates

(http://www.microbialcellfactories.com/content/4/1/13/abstract)

Aplicación de A. ferrooxidans en la industria

Biolixviación Proceso por el cual un conjunto de bacterias tienen la capacidad

de liberar el metal de valor presente en un mineral, las cuales lixivian, es decir, disuelven minerales y los solubilizan.

A. ferrooxidans, es una de las principales bacterias, de la cual ha sido la más estudiada. Fue aislada por primera vez desde aguas de una mina de carbón, en el año 1947, identificándola como la primera bacteria capaz de lixiviar el cobre.

Figura 9: Planta industrial diseñada para la biolixiviación en tanques, es decir, para la purificación de metales a partir de los minerales que estos contienen empleando para ello medios

biológicos y aumentando el rendimiento mediante tanques de cultivoFuente: BacTech

(http://www.bactechgreen.com/s/Home.asp)

Figura 9: Proceso de biolixiviación aplicado a la obtención de cobre a partir del mineral originalFuente : Springer 2009

(http://books.google.es/books?id=TqAKrrIRPOEC&pg=PA239)

Biorremediación En la biorremediación, se utilizan medios biológicos para la

descontaminación de diferentes ambientes, en este caso A. ferrooxidans, que presenta una buena capacidad de absorción de metales pesados

A. ferrooxidans es combinado con otras bacterias, aumentando la eficiencia del proceso ya que estos microorganismos poseen una característica llamada bioacumulación.

Figura 10: Esquema Biorremediación de suelosFuente: (http://oldearth.files.wordpress.com/2008/06/biore-2.jpg)

Fuente: 20 minutos

(http://www.20minutos.es/noticia/816351/0/)

Referencias CIMM (2005). “Biolixiviación: La Nueva Minería”. Web Centro de

Investigación Minera y Metalúrgica. http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/

008.pdf  http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?

action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=84  Jerez CA. 2009. Chapter 13 Biomining Microorganism: Molecular

Aspects and Applications in Biotechnology and Bioremediation. Advances in Applied Bioremediation. Springer, 361 p.

  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2621215/figure/F1/  https://www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/MI51G/1/material_docente/

previsualizar.php?id_material=129295  http://datos.sndb.mincyt.gob.ar/portal/species/browse/taxon/

4260293/