TRANSFORMACION DEL MERCURIO Ciclo Global del mercurio y del metilmercurio Aunque el mercurio se encuentra en concentraciones muy bajas en la mayoría de los medios naturales, alrededor de 1 nanogramo (ng) por litro, es un producto industrial muy utilizado y es un componente activo de muchos plaguicidas. Debido Debido a su capacidad capacidad de acumulación acumulación en los tejidos vivos (algo poco frecuente frecuente en otros elementos), elementos), y su alta toxicidad, el mercurio tiene una gran importancia desde el punto de vista ambiental. La explotación de los yacimientos de mercurio y la incineración de de combustible fósiles liberan al ambiente unas 40 000 toneladas anuales anuales de mercurio; y una cantidad aun mayor se libera por procesos biogeoquímicos. El mercurio es también otro producto secundario de la industria electrónica, especialmente especialmente la fabricación la fabricación de pilas y cables, de la industria química y de la incineración de residuos urbanos. El mercurio elemental (Hg) es la forma principal en que se encuentra este elemento en la atmosfera. Es volátil y se oxida foto químicamente a ion mercurio (Hg2+); la mayor parte del mercurio que penetra en los ambientes acuáticos lo hace en la forma Hg2+ (Figura 19.43) . El ion mercurio se absorbe fácilmente a la materia particulada, a partir de la cual puede ser metabolizado por los microorganismos. La principal reacción microbiana que se ha observado es la metilación metilación del mercurio, que produce metilmercurio (CH3Hg) véase Figura 19.43 Metabólicamente, la metilación metilación del mercurio se efectúa por por la donación de grupos grupos metilB12 . El metilmercurio es especialmente especialmente mercurio toxico porque se absorbe a atreves de la piel Pero , además , es soluble , por lo que puede puede concentrarse a través de la cadena alimentaria acuática , principalmente en peces , o ser metilado otras vez por los microorganismo , produciendo el compuesto volátil dimetilmercurio , CH3---Hg—CH3. Tanto metilmercurio como el dimetilmecurio tienden acumularse en los tejidos animales, especialmente especialmente en los músculos. El metilmercucurio es unas cien veces mas toxico que el Hg o el Hg2 y se concentra en los peces, en los cuales actúa como una potente neurotoxina . Por tanto, este compuesto es una una toxina ambiental importante; su acumulación parece der un problema considerable en algunos lagos, en los que se ha observado un aumento aumento creciente de las concentraciones de este
elementos en peces destinados al consumo humano. Tambien puede dañar el hígado y el riñón de los humanos y otros animales.
A escala global, se produce varias transformaciones más del mercurio, que incluye reacciones en las que intervienen las bacterias reductoras de sulfato (H2S+Hg2+-----HgS) y las bacterias metanogenicas (CH3Hg----CH4+Hg véase en figura 19.43 La solubilidad del HgS es muy baja , por lo que en sedimentos anoxicos sulfato reductores la mayor parte del mercurio se encuentra en esa forma. En cambio, si existe airacion , el HgS puede ser oxidado , principalmente por tiobacilos produciendo ser Hg2+ y finalmente metilmercurio. Resistencia al mercurio A concentaraciones suficientes altas, el mercurio bivalente (Hg2+) y el metilmercurio (CH3Hg+) pueden ser toxicos , tanto para los organismos superios como para los microrganismos . Por fortuna toxicas de mercurio a formas no toxicas. En bacterias Gram negativas resistencia al mercurio, una enzima unida NASPH llamada reductasa mercúrica transfiere dos electrones al Hg 2+, reduciéndolo a Hg. El Hg0 producido en esta reacción
es volátil, pero lo esencial es que no es toxico para los humanos ni para los microorganismos, en comparación con el Hg2+ o el CH3Hg. La converrcion bacteriana de Hg2+ a Hg 0 permite entonces convertir mas CH3Hg+ en Hg2+. La resitencia al mecurio se ha estudiado intensamente en Pseudomonas aeruginosa, bacteria Gram negativa que posee un plamido que contiene
genes para la resitencia a dicho metal. Esos genes, llamados genes mer , están situados en un operon y están bajo el control de la proteína reguladora MerR (El producto de merR) ver en figura 19.44ª. Curiosamente MerR funciona de represor y también de actividor . En ausencia de Hg2+ , MerR se une a la región operadora del operon mer y realiza la transcripción de genes merTPCAD . Sin embargo, cuando Hg2+ está presente el metal forma un complejo con MerR que fuciona entonces con el actividor de la transcripción del operon mer . La reductasa mercurica mencionada previamente es prosucto del gen merA MerD , producto del gen merD, también cumple una función reguladora , mientras que merP codifica una proteína periplastica captadora de Hg2+ vea en figura 19.44 b . Esta proteína, MerP , se une al Hg2+ y lo transfiere a una proteína de MerT (el producto de merT) que transporta el Hg2+ al interior de la celula para que sea reducido por la reductasa mercurica . El resultado final es la reducción de Hg2+ a Hg0 que es volátil y es liberado por la celula .Se han encontrado genes mer adicionales en otros organismos, pero los que se describen qui paracen conservarse en todos los operones mer examinados. RESISTENCIA A OTROS METALES PESADOS Se ha observado que plásmidos aislados de microorganismo Gram positivos y Gram negativos del dominio Bacteria codifican algún tipo de resistencia a metales pesados. Ciertos plásmidos que confieren resistencia a antibióticos también tienen genes para la resistencia al mercurio y arsénico.
Otros plásmidos codifican solo la resistencia a metales pesados. En un plásmido de gran tamaño aislado de Staphylococcus aureus se ha detectado resistencia al mercurio, al cadmio, al arsenato y al arsenito. El mecanismo de resistencia varía para cada metal en concentro la resistencia al arsenato y al cadmio se deben a la acción de enzimas que expulsan inmediatamente todos los iones de arsenato o cadmio incorporados, evitando así que los metales desnaturalicen las proteínas. Las bacterias muy resistentes al níquel o a otros metales son más frecuentes en aguas residuales de la industria de procesamiento de metales o instalaciones mineras donde los metales pesados son extraídos por lixiviado junto con minerales de hierro o cobre
