Realice un ensayo, luego de una investigacin bibliogrfica,
analizando y describiendo cada uno de los siguientes temas:1.
Tomando un ejemplo en cada caso, describa las diferencias entre un
microorganismo procaritico y un microorganismo eucaritico. (4
puntos)
CELULA PROCARIOTA
Una clula procaritica tpica de una Eubacteria o una
Arqueobacteria posee generalmente las siguientes partes: pared
celular, membrana citoplasmtica, ribosomas, inclusiones, y el
genforo (tambin conocido como nucleoide).La zona nuclear de los
procariotas difiere significativamente de la de los eucariotas,
dado que los procariotas no poseen un verdadero ncleo. En los
procariotas la funcin del ncleo la realiza una nica molcula de cido
desoxirribonucleico (DNA). El DNA se encuentra en forma ms o menos
libre en el interior de la clula procaritica, si bien en microscopa
electrnica se detecta en una forma agregada a la que se denomina
nucleoide. En algunas ocasiones, y slo por homologa con los
eucariotas, al DNA de los procariotas se le denomina
cromosomaMuchas de las bacterias, pero no todas, son capaces de
desplazarse. Cuando se produce, el movimiento de los procariotas se
debe generalmente a unas estructuras denominadas flagelos. Cada
flagelo est formado por una nica protena tubular enrollada. En
medio lquido, la rotacin de los flagelos provoca la propulsin de la
clula. Los flagelos bacterianos son observables en microscopio
ptica mediante el empleo de tinciones, y son claramente visibles en
microscopa electrnica
CELULA EUCARIOTA
Entre las clulas eucariotas podemos distinguir dos tipos de
clulas que presentan algunas diferencia: son las clulas animales y
vegetales.Las clulas eucariticas son ms grandes y de estructura ms
compleja que las procariticas, y una diferencia fundamental es que
las clulas eucariticas poseen un verdadero ncleo, Las clulas
eucariticas poseen igualmente otra serie de estructuras internas
denominadas orgnulos internos, en las cuales tienen lugar muchas de
las funciones celulares. Los orgnulos internos no existen en clulas
procariticas, aunque los procesos fisiolgicos que se llevan a cabo
en estos orgnulos, como la respiracin y la fotosntesis, tambin
pueden darse en las clulas procariticas. Un tipo de orgnulos
interno presente en la mayora de las clulas eucariticas son las
mitocondrias. Las mitocondrias son los orgnulos en los que se
realizan las funciones de generacin de energa. La energa que se
genera en las mitocondrias es posteriormente utilizada por toda la
clulaDIFERENCIAS ENTRE UN MIORGANISMO PROCARIOTA Y EUCARIOTA
1. A travs de cualquiera de las cuatro situaciones planteadas,
describa la dinmica poblacional y el crecimiento microbiano:
Rizsfera Biocorrosin Deterioro de los alimentos por accin
microbiana Enfermedades infecciosas(4 puntos)
CRECIMIENTO MICROBIANOTomando como ejemplo el deterioro de los
alimentos por accin microbianaLos primeros ejemplos de aplicacin de
principios cientficos en la preservacin de los alimentos incluyen
los trabajos de Pasteur en las fermentaciones especficas e
indeseables en el vino, y el suministro de cultivos iniciadores
lcteos por Hansens en Dinamarca.El anlisis microbiolgico
convencional de los alimentos presenta varias limitaciones, como
son el tiempo requerido para la revitalizacin, para el
enriquecimiento y para la incubacin de las muestras.
Cada uno de los factores intrnsecos de un alimento influye sobre
el crecimiento microbiano y hace que favorezca el desarrollo de
unos microorganismos en detrimento de otros. Tericamente, el gran
nmero de factores que intervienen podran ser cuantificados.El
crecimiento microbiano en los alimentos es controlado
fundamentalmente por el pH , la actividad del agua y la temperatura
de almacenamiento, en combinacin con otros factores como son los
aditivos y conservantes, envasados en atmosferas modificadas,
etc.Fases del crecimiento microbianoEl modelo del crecimiento se
divide en 7 fases: Fase lag. No hay incremento en el numero las
clulas se estn ajustado al medio. Fase Log. o Fase de Crecimiento
solamnte restringida por los microorganismos Fase de declinacin del
crecimiento, se limita el crecimiento por la carencia de alimento
Fase estacionaria, se mantiene el nivel de poblacin microbiana
Incremento en la muerte con la primera disminucin de la poblacin.
Fase log, de muerte, finalmente muere toda la poblacin celular y se
completa el ciclo de crecimiento.
Modelos del crecimiento microbiano Anlisis de peligros: Pueden
utilizarse modelos para mostrar que microrganismos crecern en el
producto y con qu rapidez crecern. Por consiguiente,
identificndolos como potenciales peligros. Identificacin de los
PCCs : definiendo el proceso en trminos de parmetros Como la
temperatura, actividad de agua, pH ;es posible identificar las
etapas en las cuales el crecimiento o muerte es posible
Especificacin de limites: que escenarios se pueden interpretar para
diferentes formulaciones de productos, para verificar si las
alteraciones van a permitir que surjan nuevos peligros o se
incremente el riesgo de peligros ya existentes.Los modelos
predictivos pueden dividirse en modelos cinticos y modelos de
probabilidad. Los primeros calculan la vida microbiolgica de los
productos alimentarios, es decir, el periodo de tiempo durante el
cual el nmero de microrganismos en el alimento es menor que un
determinado valor. Los ltimos determinan si el microrganismo puede
crecer, e identifica las condiciones de almacenamiento con baja o
nula probabilidad de crecimiento.Ambos modelos suelen estar
estrechamente relacionados, porque la probabilidad de deteccin de
crecimiento durante un periodo de tiempo especificado depende de la
multiplicacin del microorganismoExisten diferentes tcnicas
microbiolgicas tiles para evaluar el crecimiento microbiano dentro
de un sistema donde se sospecha de problemas causados por
microorganismos. Dentro de las cuales se mencionan las
siguientes:a) Cuenta de colonias por vaciado en placa.b) Tcnica del
nmero ms probable.c) Cuenta microscpica directa.d) Cuenta en
ampoviales.Para el caso bitico se realizan conteos microbianos para
la construccin de la curva de crecimiento microbiano. El
crecimiento de una poblacin se estudia analizando la curva de
crecimiento de un cultivo microbiano. Cuando los microorganismos
son cultivados en medio lquido usualmente son crecidos en cultivo
batch o sistema cerrado, esto es, se incuban en un vaso de cultivo
cerrado con slo un lote de medio. Debido a que no se proporciona
medio fresco durante la incubacin, la concentracin de nutrientes
declina y la concentracin de desechos se incrementa. El crecimiento
de los microorganismos reproducindose por fisin binaria puede
graficarse como el logaritmo del nmero de clulas contra el tiempo
de incubacin. La curva resultante tiene cuatro fases
distintivas.
DINAMICA POBLACIONALLa identificacin y estudio de la dinmica
poblacional de los microorganismos permite reconocer y determinar
sus cambios fsicos o estructurales en una unidad de tiempo y
espacio.En la naturaleza los microorganismos no existen como
cultivos puros ms bien como mezclas. Cada microorganismo debe
competir con su vecino para sobrevivir. Competencia por alimento :
es el primer factor para crecer un microrganismo debe ser capaz de
derivar una cierta cantidad de nutrientes del medio. Relacion
presa- predador: uno de los principales ejemplos entre competencia
por alimentos es entre plantas y animales. Las plantas procesan
alimento soluble y los animales slidos. Cuando la materia orgnica
ha sido depletada, la poblacin de plantas es reducida por los
animales pero cuando baja la produccin de plantas loas animales
empiezan a morir. Naturaleza de la materia orgnica: Selecciona el
tipo de microrganismos que predomina. Carbohidratos, cidos
orgnicos, cetonas y alcoholes Condiciones ambientales: Ph,
temperatura
1. Utilizando la columna de Winogradsky, haga un anlisis de esa
experiencia como modelo de ecosistema microbiano. (5 puntos)La
Columna de WinogradskyLa columna de Winogradsky es una demostracin
clsica de cmo los microorganismos ocupan "micro espacios" altamente
especficos de acuerdo con sus tolerancias medioambientales y sus
necesidades vitales (requerimientos de carbono y energa) y que,
adems, ilustra cmo diferentes microorganismos desarrollan sus
ciclos, y la interdependencia que llega a existir entre ellos (las
actividades de un microorganismo permite crecer a otro y
viceversa). Esta columna es un sistema completo y autnomo de
reciclamiento, mantenido slo por la energa de la luz.La columna aqu
descrita se enfoca sobre todo al ciclo del azufre, pero se podra
desarrollar igualmente la reproduccin de otros ciclos biogeoqumicos
equivalentes para nitrgeno, carbono y otros elementos.El montaje
consta de un cilindro ancho de cristal que se llena con lodos ricos
en materia orgnica hasta 1/3 de su volumen. Se aaden restos
orgnicos de diferente orgen (tiras de papel de peridico, aserrn,
restos de raices de plantas, carne piada, etc). Se aade a la mezcla
un suplemento compuesto de SO4Ca y CO3Ca (que actan como fuente de
sulfato y tampn respectivamente). La mezcla, bien apretada para que
no queden burbujas de aire, se cubre con agua procedente de un
lago, estanque, acequia (o alguna fuente similar), se cubre con
papel de aluminio y se deja en una ventana donde reciba la luz del
sol.A lo largo de la columna se desarrollan diversos organismos:En
la zona inferior de lodos se desarrollan organismos que desarrollan
procesos fermentativos que producen alcohol y cidos grasos como
subproductos de su metabolismo. Estos productos de "desecho" son a
su vez el sustrato para el desarrollo de bacterias reductoras de
sulfato. Como resultado se liberan sulfuros que difunden a la zona
superior oxigenada creando un gradiente en el que se desarrollan
bacterias fotosintticas que utilizan el azufre.Por encima de esta
zona pueden desarrollarse las bacterias prpura que no utilizan el
azufre.Cianobacterias y algas crecen en la parte superior y liberan
oxgeno que mantiene aerobia esta zona.Vamos a ver estos procesos de
forma un poco ms amplia:Microbiologa de la columna de
WinogradskyEntre cuatro y seis semanas despus de su instalacin, la
columna debe estabilizarse en tres ambientes bsicos distintos en
los que se desarrollarn comunidades bacterianas especficas en
funcin de sus requisitos medioambientales. Comenzando desde la
parte ms profunda de la columna:Zona anaerobia (sin Oxgeno)Hay dos
tipos de organismos que pueden crecer en condiciones anaerobias:
los que fermentan la materia orgnica o los que realizan la
respiracin anaerobia. La fermentacin es un proceso en el que los
compuestos orgnicos son degradados de forma incompleta (por
ejemplo, las levaduras fermentan los azcares a alcohol). La
respiracin anaerbica es un proceso en el que los sustratos orgnicos
son completamente degradados a CO2, pero usando una substancia
distinta del oxgeno como aceptor terminal de electrones (Algunas
bacterias, por ejemplo, utilizan nitratos o iones sulfato en vez
del oxgeno).En el nivel ms bajo de la columna, en un ambiente con
alta concentracin de SH2, aparecen varios grupos diferentes de
bacterias:En el fondo de la columna, dependiendo del tipo de barro
utilizado, puede aparecer una capa de color rosado formada por
bacterias prpura del azufre portadoras de vesculas de gas. Una
especie caracterstica esAmoebobacter.En esta misma zona, en
condiciones estrictamente anaerobias al cabo de unas semanas, y
utilizando la carga de celulosa aportada por los restos de papel
incorporados en el sedimento como fuente primaria para su
metabolismo, aparecen las bacterias del gneroClostridium.Todas las
especies de este gnero son anaerobias estrictas porque, aunque sus
esporas pueden sobrevivir en condiciones aerobias, las clulas
vegetativas mueren si estn expuestas al oxgeno. Por eso no empiezan
a crecer hasta que ste desaparece del sedimento. Estas bacterias
degradan la celulosa a glucosa y, a continuacin, fermenta la
glucosa para obtener la energa que necesitan, produciendo una serie
de compuestos orgnicos simples (etanol, cido actico, cido succnico,
etc.) como productos finales de esa fermentacin.Un poco por encima,
las bacterias reductoras del azufre, que se visualizan como una
profunda capa negra y estn representadas porDesulfovibrio, pueden
utilizar estos subproductos de la fermentacin para su respiracin
anaerobia, usando sulfato, u otras formas parcialmente oxidadas de
azufre como el tiosulfato, generando grandes cantidades de SH2en el
proceso. Este SH2reaccionar con cualquier hierro presente en el
sedimento, produciendo sulfuro ferroso, que da color negro. Es por
esto que los sedimentos acuticos son frecuentemente negros.Sin
embargo, no todo el SH2es utilizado. Como veremos un poco ms
adelante, ciertas cantidades difunde hacia arriba a lo largo de la
columna de agua y son utilizados por otros organismos que crecen en
las zonas superiores.Este crecimiento se visualiza bajo la forma de
dos bandas estrechas, brillantemente coloreadas, inmediatamente por
encima del sedimento: en una primera franja, las bacterias verdes
del azufre (comoChlorobium) procesan los sulfatos a azufre y
aparecen en una franja verdosa. En otras zonas cercanas, bacterias
comoGallionellaprocesan el Hierro formando una capa negra que se
forma justamente por debajo de la anterior. Un poco ms arriba, algo
ms alejadas por tanto de las altas concentraciones de sulfhdrico se
desarrolla una zona de bacterias prpuras del azufre,
comoChromatium, caracterizada por su color rojo prpura.Estas
bacterias del azufre, verdes y prpuras, obtienen energa de las
reacciones luminosas y producen sus materiales celulares a partir
de CO2. En gran medida, de manera muy similar a cmo lo hacen las
plantas aunque, sin embargo, hay una diferencia esencial: no
producen oxgeno durante la fotosntesis porque no utilizan H2O como
elemento reductor sino SH2. Las ecuaciones simplificadas que siguen
muestran el paralelismo de ambos procesos:6CO2+6H20C6H12O6+6O26
CO2+ 6 SH2C6H12O6+ 6 S Un poco por encima de esta zona nos
encontramos una franja de bacterias prpuras no del azufre, como
Rhodospirillum y Rhodopseudomonas, que adquiere un color
rojo-anaranjado. Su mayor o menor abundancia depender de la
cantidad de sulfhdrico que se haya producido y de la cantidad que,
no utilizada por otros organismos, difunda hacia arriba, ya que su
presencia inhibe a estas bacterias. Son anaerobios fotoorganotrofos
que slo pueden realizar la fotosntesis en presencia de una fuente
de carbono orgnico. Zona aerobia (rica en Oxgeno)La parte superior
de la columna de agua puede contener abundantes poblaciones de
bacterias de diferentes tipos. Son organismos aerobios que se
encuentran habitualmente en los hbitats acuticos ricos en materia
orgnica (estanques poco profundos, arroyos contaminados, etc.).
Suelen ser flagelados, lo que les permite moverse y establecerse en
nuevas reas. Puede desarrollarse tambin microorganismos fototrficos
variados procedentes directamente del agua o del barro utilizado
originalmente en el montaje de la columna. La superficie del barro
puede presentar en esta zona un ligero color castao. Esta es la
parte de la columna ms rica en oxgeno y ms pobre en azufre Sin
embargo, tambin aqu llegarn por difusin, procedentes del barro de
zonas inferiores, ciertas cantidades de SH2que ser oxidado a
sulfato por bacterias que oxidan azufre
(comoBeggiatoayThiobacillus). Estas bacterias obtienen energa
oxidando el SH2a azufre elemental y sintetizan su propia materia
orgnica a partir de CO2. Por esto se les llama quimoauttrofas.En
las zonas superiores pueden crecer tambin cianobacterias
fotosintticas, lo que se visualizara cmo un tapete de csped de
color verde. Estas bacterias se caracterizan por ser las nicas que
realizan una fotosntesis similar a la de las plantas. De hecho, hay
poderosas evidencias de que los cloroplastos de las plantas
proceden de cianobacterias ancestrales que se establecieron como
simbiontes dentro de clulas de algn eucariota primitivo. De forma
paralela hay tambin evidencias igualmente fuertes de que las
mitocondrias de los eucariotas actuales se derivaron de bacterias
prpuras ancestrales por un similar sistema de endosimbiosis.
1. Describa detalladamente un caso en donde se aprecie la
aplicacin de los conceptos de la microbiologa ambiental en el
desarrollo de procesos biotecnolgicos de aplicacin ambiental. (5
puntos)mbitos de actuacin de la biotecnologa ambientalLos mbitos de
actuacin de la biotecnologa ambiental se relacionan con la gestin
del medio ambiente y con el aprovechamiento de los recursos
naturales. Las distintas acciones se realizan en los sistemas
biolgicos con un objetivo final de prevenir, mitigar o eliminar la
presencia de compuestos contaminantes en el medio ambiente.
Evidentemente se pueden utilizar, en ciertos casos, otras
herramientas tecnolgicas, como pueden ser tratamientos de tipo
fsico o qumico, pero hay una ventaja diferencial en la utilizacin
de tratamientos biolgicos viables, ya que stos presentan un coste
relativamente ms bajo y comportan una menor alteracin del medio
ambiente. El principio bsico de actuacin de los mtodos biolgicos se
basa en una degradacin de los compuestos orgnicos contaminantes en
compuestos inorgnicos, que en los casos ideales resultan inocuos
por ejemplo, CO2, H2O, Cl, etc. Adems, estos procesos
biotecnolgicos procuran realizarse en la medida de las
posibilidades en el mismo lugar donde se ha producido el impacto
contaminante y se evitan los costes asociados al desplazamiento del
material contaminado a plantas de tratamiento especficas, a
vertederos controlados o a otras ubicaciones. Esta caracterstica
tambin resulta diferencial respecto de los procedimientos fsicos
y/o qumicos que a menudo simplemente transfieren el contaminante a
una ubicacin diferente con el fin de mitigar y/o controlarlo ms
adecuadamente.Tradicionalmente, las actividades biotecnolgicas
relacionadas con el medio ambiente se han fundamentado
principalmente en la capacidad degradadora de los compuestos
contaminantes por parte de la actividad metablica de los
microorganismos presentes en los ecosistemas naturales. Esta
necesidad de utilizar la biodegradacin microbiana ha hecho que
durante mucho tiempo el esfuerzo tecnolgico y de investigacin de la
biotecnologa ambiental se orientara a aislar microorganismos del
medio ambiente, clasificarlos y caracterizarlos fisiolgicamente,
analizar las capacidades enzimticas degradadoras para desarrollar
procesos tecnolgicamente aplicables a gran escala e intentar, en
determinados casos, una mejora gentica de los microorganismos
utilizados con el fin de obtener cepas ms eficientes en la
degradacin de compuestos orgnicos contaminantes. Se ha observado
que a menudo los microorganismos aislados no presentan las mismas
capacidades degradadoras de los contaminantes que el conjunto de
poblaciones microbianas tal como las encontramos en el medio
natural. Este limitado conocimiento de la ecologa microbiana y de
las relaciones metablicas entre los microorganismos constituyentes
de estos consorcios microbianos ha hecho que los consideremos como
cajas negras. En los ltimos aos, el desarrollo y la adaptacin de
nuevos mtodos moleculares en los estudios de ecologa microbiana nos
han permitido constatar que las poblaciones microbianas del medio
ambiente son mucho ms diversas que los microorganismos aislados y
estudiados en condiciones de cultivo puro en el
laboratorio.Actividades de inters actual en la biotecnologa
ambientalSe diferencian cinco grandes mbitos de aplicacin de la
biotecnologa ambiental, en la que probablemente veremos las
contribuciones ms destacables durante los prximos aos:1. El cambio
climtico: El control de las emisiones de CO2 por el suelo as como
la posibilidad de secuestrar cantidades importantes de carbono en
el suelo mediante cambios significativos en las prcticas agrcolas
rutinarias pueden convertirse en una de las contribuciones de la
biotecnologa ambiental, y en particular de la biotecnologa
microbiana, a la regulacin del cambio climtico que tal vez nos
podra afectar durante las prximas dcadas. Otro aspecto relacionado
con este mbito es el control o la prevencin de las emisiones de
metano procedente de residuos, de prcticas agrcolas y de sistemas
naturales. Aunque estn en fase de estudio, existen algunas
metodologas para intentar eliminar metano atmosfrico a travs de
bacterias metanotrficas del suelo.2. Energas alternativas: La
disponibilidad de nuevas fuentes energticas renovables se est
convirtiendo en uno de los objetivos tecnolgicos ms destacables del
siglo xxi, tal como hemos indicado anteriormente. Hay que indicar
que hasta ahora las posibles contribuciones por parte de
microorganismos son limitadas. Muchas de las propuestas se han
quedado a escala experimental de laboratorio o como mucho en
ensayos de planta piloto. No obstante, no podemos despreciar
algunas aportaciones potenciales, como por ejemplo la sntesis de
hidrgeno por parte de nuevas cepas de arqueobacterias o la
produccin de la llamada bioelectricidad mediante los generadores
microbianos de energa dentro de una escala muy modesta. 3. Procesos
de reciclaje: El reciclaje efectivo de muchos elementos y
compuestos en los ecosistemas nos determina la sostenibilidad
medioambiental de determinadas actividades humanas. La comprensin
de la estructura y de las funciones de los consorcios microbianos
nos puede proporcionar herramientas para la descontaminacin de
suelos y sedimentos, la eliminacin de contaminantes en el aire y la
degradacin de compuestos recalcitrantes procedentes de diferentes
actividades humanas. Podemos destacar en este mbito la
biodegradacin microbiana de compuestos aromticos derivados de las
actividades industriales que resulta esencial para mantener el
ciclo del carbono en el planeta. Muchos de los procesos de
degradacin de los compuestos aromticos se han basado en la
utilizacin de cepas del gnero Pseudomonas, aunque no
exclusivamente, ya que no podemos descartar el uso de otros grupos
bacterianos.4. Los recursos hdricos: El aprovechamiento y la gestin
optimizada de los recursos hdricos resultan un elemento clave en el
desarrollo social y econmico de las sociedades actuales. Por un
lado, existe una estrecha relacin entre el crecimiento econmico y
la demanda de agua y, por otro lado, los recursos hdricos en
trminos cualitativos y/o cuantitativos de que se dispone no siempre
pueden satisfacer la demanda de nuestras sociedades. El resultado
es que la calidad en el suministro de agua potable con continuidad
y de manera sostenible, el saneamiento de las aguas residuales por
procesos eficientes y de bajo consumo energtico y su potencial
regeneracin se estn convirtiendo en un reto primordial para poder
garantizar este recurso con la calidad adecuada que requieren las
distintas actividades humanas en muchas zonas del planeta con
recursos hdricos limitados o muy variables. La regeneracin de aguas
es un factor ambiental estratgico en muchos territorios, como por
ejemplo en los casos de recuperacin de acuferos, la gestin integral
de cuencas fluviales o zonas costeras, o el abastecimiento de
recursos hdricos alternativos en las aguas potables de suministro
para diferentes actividades industriales y de ocio. Resulta cada
vez ms importante la identificacin de las contaminaciones de las
aguas en su origen. Las aportaciones de materia orgnica se
encuentran entre las contaminaciones ms importantes que reciben las
aguas y, dentro de esta aportacin, tiene una proporcin muy
importante la contaminacin fecal, que llega proveniente
principalmente de las aguas residuales urbanas, los lixiviados y
las escorrentas de actividades ganaderas, de efluentes de mataderos
y de plantas de procesamiento y manufactura de alimentos de origen
animal. En los ltimos aos se estn haciendo esfuerzos importantes en
el desarrollo de metodologas por detectar el origen de la
contaminacin fecal en las aguas superficiales deteccin del origen
microbiano o microbial source tracking y poder detectar, contener y
eliminar este tipo de contaminacin fecal estrechamente ligado a las
enfermedades de transmisin hdrica. 5. Salud y medio ambiente: El
gran xito del uso clnico de los antibiticos de manera universal,
sobre todo en los pases desarrollados, hizo que algunos analistas
pensaran durante la dcada de los aos setenta del siglo xx que en
pocos aos conseguiramos la erradicacin de las enfermedades
infecciosas. Estas expectativas se han quedado sin cimiento en los
ltimos aos, ya que se ha constatado la aparicin de cepas
microbianas resistentes a antibiticos por un uso intensivo o
inapropiado de stos en la medicina humana y veterinaria para el
tratamiento y la prevencin de enfermedades, o bien por usar los
antibiticos como promotores de crecimiento en la produccin
ganadera. El uso excesivo de antibiticos ha dado como resultado la
seleccin de resistencias a algunos de ellos por parte de algunas
poblaciones bacterianas en el trato intestinal de los animales que
se utilizan en la cadena alimenticia humana. Eso ha contribuido a
la aparicin de cepas de patgenos resistentes a los antibiticos en
la medicina humana. En consecuencia, el conocimiento y la gestin de
las poblaciones bacterianas intestinales tanto de los humanos como
de los animales relacionados con la cadena alimenticia y de otras
poblaciones microbianas extra intestinales, ya sean simbiontes o
comensales principalmente en mucosas y en la epidermis, que estn
directamente o indirectamente relacionadas con el estado sanitario,
estn adquiriendo un papel esencial. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGA
AMBIENTALBIORREMEDIACIN Cualquier proceso que utilice
microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos
para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su
condicin natural. La Biorremediacin puede ser empleada para atacar
contaminantes especficos del suelo, por ejemplo en la degradacin
bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos.
Tratamiento de suelos y aguas: uso de microorganismos naturales
(levaduras, hongos o bacterias) existentes en el medio para
descomponer o degradar sustancias peligrosas en sustancias de
carcter menos txico o bien inocuas para el medio ambiente y la
salud humana. Se usa, por ejemplo, la bacteria cupriavidus
metallidurans que elimina metales pesados en aguas y suelo y se
utilizan como biosensores Compostaje: descomposicin de materiales
biodegradables, normalmente mezclas de compuestos orgnicos para la
estabilizacin de residuos orgnicos en el suelo. Esta degradacin se
debe a una intensa actividad microbiana. Ventajas: enriquecimiento
del suelo, remediacin de la contaminacin, prevencin de la
contaminacin y beneficios econmicos.
INDUSTRIACompaas industriales estn desarrollando procesos en el
rea de prevencin, con el fin de reducir el impacto ambiental como
respuesta a la tendencia internacional al desarrollo de una
sociedad sostenible.Produccin de biomateriales: se producen todo
tipo de nuevos materiales, biodegradables o no, y ms eficientes.
Tal es el caso de los bioplsticos, nuevos tejidos, materiales para
la construccin (como tela de araa), etc.
Productos de consumo humano: La biotecnologa puede aumentar del
rendimiento de los cultivos al manipular positivamente el material
gentico de los alimentos: reduciendo los pesticidas y mejorando la
nutricin. Biominera: es el uso de microorganismos en diferentes
aspectos de la explotacin de los minerales, abarcando desde la
concentracin de las especies de inters (a travs de la bioflotacin),
la recuperacin de los elementos presentes en ellas (biolixiviacin y
biooxidacin), hasta su accin en tareas de remediacin ambiental. La
biolixiviacin es una tecnologa que usa bacterias especficas para
extraer (lixiviar) metales de los minerales.Las ventajas de la
tecnologa microbiana (biominera) Poca inversin de capital. Bajos
costos de operacin necesarios para las operaciones
hidrometalrgicas. Relativa ausencia de polucin o contaminacin
ambiental durante el proceso. Permite el tratamiento de minerales
con bajo contenido de metal en las minas, los que no pueden ser
econmicamente procesados por los mtodos tradicionales y
habitualmente se acumulan sin ningn tipo de tratamiento. Permite
explotar los recursos mineros en forma ms limpia y ms econmica
siendo esta otra ventaja competitiva.BIODEGRADACION DE MATERIALESLa
biodegradacin: es la caracterstica de algunas sustancias qumicas de
poder ser utilizadas como sustrato por microorganismos, que las
emplean para producir energa (por respiracin celular) y crear otras
sustancias como aminocidos, nuevos tejidos y nuevos organismos.
Puede emplearse en la eliminacin de ciertos contaminantes como los
desechos orgnicos urbanos, papel, hidrocarburos, etc. No obstante
en vertidos que presenten materia biodegradable estos tratamientos
pueden no ser efectivos si nos encontramos con otras sustancias
como metales pesados, o si el medio tiene un pH extremo. En estos
casos se hace necesario un tratamiento previo que deje el vertido
en unas condiciones en la que las bacterias puedan realizar su
funcin a una velocidad aceptable. La degradacin de estos compuestos
puede producirse por dos vas:Degradacin aerobia: degradacin de
organismos que necesitan oxgeno diatmico para vivir o
desarrollarse.Degradacin anaerobia: degradacin de organismos que no
necesitan oxgeno en su metabolismo.DEPURACIN DE AGUAS RESIDUALESLas
aguas residuales se generan como consecuencia del uso domstico del
agua y de diferentes actividades agrcolas e industriales. Mediantes
drenaje y el acantilado estas aguas alcanzan los ros, lagos y
ocanos.La contaminacin del agua puede ser de naturaleza muy
diversa, orgnica e inorgnica, y alteran la sanidad, el pH, la
oxigenacin o la temperatura del agua. Las aguas naturales tienen
cierta capacidad de "amortiguacin" ya que pueden auto purificarse:
los microorganismos hetertrofos mineralizan los nutrientes
orgnicos, el aminio se nitrifica y junto con los nutrientes
inorgnicos son inmovilizados por las algas y las plantas superiores
acuticas. Las poblaciones bacterianas patgenas se rehsen hasta q
desaparecen por fenmenos de competencia y depuracin. La
consecuencia principal de una contaminacin por las aguas residuales
es el considerable descenso de oxgeno por la actividad de
organismos hetertrofos en presencia de sustratos orgnicos
abundantes. Esta falta de oxgeno mata a los organismos aerbicos y
se reduce la diversidad biolgica
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