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domingo, 26 de enero de 2014

BIORREMEDIACION (actualización 04/03/2014 )


 Las fracciones móviles y movilizables de metales pesados, incluidos elementos radiactivos son relevantes para el control de la contaminación, esta fracción entra en las aguas superficiales y por lo tanto pueden ser incorporados en la biomasa
 Las plantas pueden extraer metales pesados ​​y elementos radiactivos, fitoextracción,  esto conduce a la reducción de las fracciones pertinentes en sustratos de suelo y de crecimiento

 La transferencia en biomasa de la planta depende de las especies de plantas, se midió una extracción de Arsenico de 2 g / tonelada de sustrato de minería y en 12 intervalos de siembra el potencial de riesgo se puede reducir en un 80%


BIOREMEDIACION POR MICROORGANISMOS


3 ejemplos para los estudios de la influencia de los microorganismos en el transporte de metales pesados ​​de la geosfera hasta la biosfera:

  1. Transportador de níquel y la acumulación en bacterias
  2. La absorción de fosfato y el almacenamiento en ectomicorriza
  3. Biosorción de metales pesados ​​por los hongos


1-Transportador de níquel y la acumulación en bacterias

El níquel está presente en hasta 2.000 ppm en todos los litotipos y aguas de infiltración en zonas de minería 

El níquel es esencial y tóxico, en la siguiente diapositiva se muestra aislamientos de streptomycetes resistentes a Ni y sus posibles mecanismos de acción 























En la foto del extremo superior izquierdo se muestra el aislamiento de algunas especies del genero Streptomyces en terrenos de minería tipificadas por la secuencia de análisis del RNA ribosomal 16S y en la foto del extremo superior derecho se muestra el ensayo que da lugar a la tabla al pie de la diapositiva donde se compara cualitativamente el crecimiento de las diferentes especies versus  Streptomyces coelicolor expuestos a diferentes concentraciones de Ni

Los mecanismos de resistencia a niveles tóxicos de Níquel son expuestos en la siguiente diapositiva
























De estos tres mecanismos propuestos como resistencia microbiana a niveles tóxicos de Ni, el segundo parece ser el indicado experimentalmente. Se estudio la recuperación de Níquel con ensayos de fraccionamiento diferencial y lavado de la porción correspondiente a las membranas plasmáticas; donde se recupero la mayoría del mismo

Otro mecanismo estudiado es el de la superoxido dismutasa, enzimas que tienen como cofactor metales tales como Manganeso. En estos microorganismos se encontraron NiSOD y FeSOD inusuales.

Ni - Superoxido dismutasa

Es conocido que las SODs están involucradas en la resistencia a los metales pesados por desintoxicación de radicales anionicos superoxido























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2- La absorción de fosfato y el almacenamiento en ectomicorrizas
El 90% de las plantas terrestres muestran micorrización, los polifosfatos se acumulan en las micorrizas y los cationes son secuestrados por ellos

Dos mecanismos están involucrados en la incorporación del fosfato: simporte a través de la membrana con protones y simporte con los iones de sodio


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Utilización de Levaduras para biorremediacion 

En principio el criterio es aislar levaduras nativas en zonas donde existe un elevado contenido de metales pesados, en estos lugares los microorganismos se adaptaron a ambientes tóxicos; un segundo paso seria estudiar las adaptaciones metabólicas para poder construir un microorganismo que permita optimizar la bioremediacion de ambientes contaminados   

Como ejemplo se transcribe un resumen de un trabajo del conicet, sobre aislamientos en un ambiente acuático ácido 

http://www.conicet.gov.ar/descubren-levaduras-capaces-de-ser-utilizadas-en-procesos-de-biorremediacion/

"Los ambientes acuáticos ácidos poseen metales disueltos en concentraciones elevadas que resultan tóxicos para plantas y animales. Algunos microorganismos están adaptados a este entorno gracias a sus características metabólicas y presentan una elevada tolerancia a distintos metales, por lo que serían buenos candidatos para utilizar en procesos de remediación de suelos ácidos contaminados con estas sustancias.
A partir del año 2004 el grupo de Giraudo comenzó a analizar la biodiversidad presente en el Río Agrio y el Lago Caviahue. El río, que nace en el Volcán Copahue y al llegar a la meseta forma el Lago Caviahue, tiene un gradiente de pH único: en la naciente los valores oscilan entre 0,5 y 1 –extremadamente ácido – y a lo largo de su curso el pH aumenta gradualmente hasta neutralizarse (pH 7), aproximadamente 40 Km. río abajo.
Durante los relevamientos identificaron levaduras autóctonas del ambiente. En total se aislaron 32 especies, agrupadas en nueve géneros que fueron ordenados según su grado de adaptación y tolerancia a seis metales –cadmio, cobalto, cobre, litio, níquel y zinc– y se midió su capacidad para acumularlos, explicó Diego Libkind, investigador adjunto de CONICET."
En el caso previamente citado, estas levaduras son nativas pero podemos hacer una analogía en sitios contaminados
tales como drenajes de minería o efluentes de industrias tales como curtiembres
 En un estudio del PROIMI, se probaron el desarrollo de estos aislamientos en fermentadores con altos niveles de Cobre y Cromo
   "Las levaduras seleccionadas se analizaron en medios que contenían diferentes concentraciones de: 

Cobre
Cromo
Cadmio
Níquel
Se está estudiando específicamente la acumulación de Cobre y Cromo
Cromo: en medio sólido crecen hasta una concentración de 100 mM


Cobre: en medio líquido, en fermentador, crecen hasta 15 mM



El conocimiento de los mecanismos que poseen estos microorganismos para sobrevivir en presencia de metales permitirá la utilización de los mismos en beneficio del hombre, en procesos de biorremediación"

BIOFORTIFICACION 

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