Alicycliphilus denitrifcans Bacteria degradadora de poliuretano 1. Intr Introd oduc ucci ción ón Los residuos sólidos que se encuentran en un hogar promedio, están compuestos por una mezcla de: plásticos, textiles, metales, aluminio, papel, cartón, vidrio y residuos orgánicos (cáscaras de fruta, residuos de comida, etc.). n general, se considera que un tercio del peso total y la mitad del volumen de todos estos so!rantes está constituido por materiales de empaque, y de este "ltimo ru!ro, aproxi aproximada madamente mente #$% correspon corresponde de a plásticos, plásticos, los cuales cuales tienen tienen un ciclo ciclo de vida muy muy cort corto, o, y esto esto prov provoc oca a que que una gran gran cant cantid idad ad de ener energ& g&a, a, as& as& como como los los mate materi rial ales es no renov enova! a!le les s util utiliz izad ados os en su prod produc ucci ción ón,, se pier pierda dan n si esto estos s componente componentes s no son recupera recuperados dos oportuname oportunamente. nte. ', precisamen precisamente, te, uno de sus principales componentes, es el poliuretano, u !ao precio hace que uno se deshaga rápidamente de *l, y su larga existencia hace que perdure en el medioam!iente durante largos periodos de tiempo, en los que puede causar grandes da+os. 'a que no puede descomponerse y se necesita una alta energ&a de rayos ultravioleta para aca!ar con *l, la cantidad de plástico que se desperdicia en los oc*anos está aumentando considera!lemente. l plástico act"a como un imán en sustancias tóxicas como el - o los /0. Los invest investiga igador dores es han descu! descu!ier ierto to que las concen concentra tracio ciones nes de estas estas sustan sustancia cias s qu&micas son millones de veces más altas en el plástico que se utiliza u tiliza en el mar que en el que se utiliza en el agua circundante y que, ingerido por animales, puede hallarse en toda la fauna marina, incluso en el plan1ton, la clave de la cadena alimentaria marina. n resumen, las enormes cantidades de plástico (a !ase de poliuretano) que genera nuestra sociedad en la actualidad producen una enorme contaminación. s de!ido a esto esto que los cient& cient&2co 2cos s cada cada vez se han visto más incent incentiva ivados dos a !uscar !uscar una manera manera más económ económica ica y natura naturall de degrad degradarl arlo. o. 3hora, 3hora, gracia gracias s a la !acter !acteria ia Alicycliphilus Alicycliphilus denitrifcans denitrifcans , quizá se haya encontrado por 2n una respuesta.
2. His Histori toria a l hallazgo fue realizado por cient&2cos de la 4acultad de 5u&mica de la 6niversidad 7acional 3utónoma de 8*xico (6738), enca!ezados por 9erminia Loza -avera y avier /ruz ;ómez y la participación del alumno 3leandro
reporta!a que el plástico pod&a ser !iodegradado, tuvo la idea de ir a un tiradero de !asura donde ha!&a poliuretano desechado y recoger algunas muestras. e eso se hizo cargo su entonces estudiante de maestr&a, 3gust&n /arrillo ;arc&a, quien visitó el !asurero u!icado en el 0ordo de >ochiaca, en el municipio de 7ezahualcóyotl, stado de 8*xico, y tomó de all& algunas muestras de hule espuma !astante deterioradas. 6na vez en el la!oratorio, los investigadores pusieron trozos de las muestras en matraces que conten&an un medio de cultivo especial. l medio de cultivo sólo conten&a sales minerales, más poliuretano como fuente de car!ono. ste "ltimo se a+adió en forma de un !arniz comercial que otros investigadores ya ha!&an usado para cultivar microorganismos capaces de descomponer el poliuretano. Los matraces se dearon incu!ar durante cinco d&as a ?@ A /. Luego los cient&2cos procedieron a seleccionar las !acterias que ha!&an prosperado en este medio. l equipo de la 45 identi2có dos cepas que se desarrollaron particularmente !ien. Besultaron ser !acterias del g*nero Alicycliphilus sp., a las que denominaron 05= y 05C. ste g*nero se conoce apenas desde #$$D. l equipo de qu&micos identi2có las !acterias mediante un proceso de comparación gen*tica con ayuda de la doctora /armen Eacher y de su estudiante andra 0ola+os, del epartamento de 3limentos y 0iotecnolog&a, tam!i*n de la 45.
3. Clasifcación taxonómica
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Reino: 0acteria Phlum: roteo!acteria Clase: 0etaproteo!acteria !rden: 0ur1holderiales "amilia: /omamonadaceae #$nero: Alicycliphilus %specie: Alicycliphilus denitrificans
&. 'escripción Alicycliphilus denitrifcans es un anaero!io facultativo gramFnegativo móvil, y no forma esporas. s aproximadamente $.GHm ancho, =F#Hm de largo, y en forma de
varilla. La !acteria Alicycliphilus denitrifcans es la primera especie en ser aislados del g*nero Alicycliphilus . Alicycliphilus denitrifcans se ha aislado en plantas de tratamiento de aguas residuales, en plantas de alcantarillado y en el suelo.
e ha o!servado que tienen diferentes m*todos para su meta!olismo. Alicycliphilus denitrifcans son capaces de degradar los hidrocar!uros en el medio am!iente, tanto a trav*s de procesos aeró!icos como anóxicos. Alicycliphilus denitrifcans es capaz de degradar compuestos alic&clicos o aromáticos. sto se de!e a las enzimas 0enceno y 4enol monooxigenasa y /atecol #,?Fdioxigenasa. La degradación anaero!ia de estos compuestos es menos conocida que su degradación aeró!ica. sta función para la degradación de hidrocar!uros alic&clicos anaeró!ica es poco com"n y es una de las razones por la que Alicycliphilus denitrifcans es una nueva !acteria que ha generado un gran inter*s en su investigación. La cepa 1G$= de Alicycliphilus denitrifcans es actualmente la "nica cepa identi2cada del g*nero Alicycliphilus que es capaz de degradar ciclohexanol y fenol como fuente de car!ono. n condiciones aeró!icas, la cepa IG$= puede usar lactato, acetato, y muchos otros tipos de hidrocar!uros, unto con el ox&geno como aceptor terminal de electrones. n condiciones desnitri2cantes, la cepa IG$= todav&a puede crecer utilizando nitrato y nitrito como aceptor de electrones con compuestos alic&clicos como fuentes de car!ono tales como ciclohexanol y cyclohexone. sta cepa de Alicycliphilus denitrifcans contiene enzimas tales como la car!oxilasa que permitirá el crecimiento anaeró!ico de las mol*culas de cetona con nitrato. 6n mecanismo propuesto para la v&a meta!ólica de degradar ciclohexanol implica una oxidación inicial de un ciclohexanol en una cetona que es seguido por la formación de un do!le enlace car!onoFcar!ono que forma una estructura conocida como un vinilcetona. l vinilcetona a continuación se somete a una adición oxidativa de 9#< para convertirse en un =,?Fcyclohexodione, que es seguido por una escisión hidrol&tica. ste proceso general explicar&a el crecimiento en condiciones anaeró!icas en donde el 9 #< se utiliza como la fuente de ox&geno en este modelo. 6n estudio mostró que este proceso de una adición oxidativa de 9 #< se lleva a ca!o por una sola enzima, llamada 8hy39, que es a la vez un hidratasa y una deshidrogenasa en lugar de dos enzimas separadas.
(a posi)le *+a de degradación ciclohexanol con la en,ima de -h'H )i/uncional
0. Importancia económica l hallazgo de esta !acteria degradadora de poliuretano permitir&a desarrollar nuevos materiales, provechosos a escala industrial, con la seguridad de que podrán ser desechados cuando termine su vida "til. in em!argo, en la actualidad la Alicycliphilus a"n no se está utilizando a nivel industrial, ya que sigue en fase de investigación ya que el que la Alicycliphilus se alimente de poliuretano no quiere decir que pueda hacer desaparecer un trozo de este material de manera inmediata, sino que es un proceso restringido ya que consumir poliuretano es muy dif&cil. 7o o!stante, esta caracter&stica podr&a manipularse a nivel !ioqu&mico y gen*tico. /onociendo meor la acción de las !acterias so!re el material, se podr&an desarrollar organismos transg*nicos capaces de consumir poliuretano de manera más e2ciente que las !acterias naturales. stos organismos podr&an ser la !ase de un proceso !iotecnológico creado para degradar este pol&mero con ayuda de m*todos f&sicos y qu&micos. 3"n no está cerca el d&a en que los resultados de estos equipos se puedan utilizar en la práctica para !iodegradar las enormes cantidades de poliuretano de desecho que genera nuestra sociedad. 3"n falta realizar estudios de fondo de los aspectos !ioqu&micos para sa!er exactamente cómo funcionan las enzimas. Luego se procederá a !uscar y aislar los genes responsa!les de que estas cepas de !acterias produzcan esas enzimas para intentar crear organismos transg*nicos más e2caces. Beci*n despu*s de esto se podrán pro!ar en un a planta piloto. ólo despu*s de esto se podr&a pasar al proceso industrial, sin em!argo, el potencial es enorme y da una gran esperanza de resolución a lo que antes era un pro!lema deprimente y, aparentemente, sin ninguna salida a la vista.
. Bi)liogra/+a
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Jerónica ;uerrero 8othelet. (#$$C). speranza am!iental: !acterias contra el poliuretano. #$=D, de K/omo ves Bevista de divulgacion de ciencia de la 6738. itio Me!: http:NNMMM.comoves.unam.mxN
