BACTERIAS DEL AZUFRE

BACTERIAS DEL AZUFRE

Introducción

El azufre es el décimo elemento más abundante en la corteza terrestre. Se encuentra naturalmente en la cercanía de aguas termales, zonas volcánicas, minas y agua de mar en forma de minerales de sulfato (yeso, CaSO4•2H2O), minerales de sulfuro (pirita, FeS2), azufre elemental (S0) y sulfato (SO4 2-) [1].

Bioquímicamente, el azufre es muy importante dado que es abundante en todos los organismos, donde aparece en compuestos orgánicos como aminoácidos, proteínas, hormonas, lípidos y vitaminas, entre otros. La materia orgánica viva y muerta constituye un reservorio menor de azufre pero de rápido reciclado [2]. En contraste, los compuestos inorgánicos de azufre, tienen un papel biológico más restringido, sirviendo como fuente de azufre para su asimilación e incorporación en los compuestos orgánicos o son empleados como donadores o aceptores de electrones en el transporte desasimilativo durante los procesos de respiración y fotosíntesis de algunos procariontes

Químicamente las reacciones oxido-reductivas de los compuestos azufrados son complejas debido a que los átomos de azufre existen en 9 estados de oxidación desde (+6) hasta (-2) (Tabla I). Los 3 estados de oxidación más abundantes en la naturaleza son: -2 en forma del anión sulfuro de hidrógeno (HS-), 0 en forma de azufre elemental (S0) y +6 en forma de SO4 2- [4].

Ciclo biogeoquímico del azufre

En el planeta, los compuestos azufrados circulan entre el suelo, los océanos, la atmósfera y la materia viva, a través de reacciones descritas en el llamado ciclo biogeoquímico del azufre. El azufre experimenta transformaciones cíclicas en su estado de oxidación de -2 (HS-) a +6 (SO4 2 ), debido a procesos químicos, geológicos y biológicos. Una parte importante de la movilidad de los compuestos de azufre se debe a que pueden encontrarse como gases o disueltos en líquidos y así transportarse en la naturaleza. Por ejemplo el H2S, que es un gas a condiciones normales, se encuentra como ácido o base según el pH de la solución según los siguientes equilibrios:

Siendo las sales mucho más solubles que el H2S, la cantidad disuelta en agua puede variar según el pH de la solución. De esta forma, una solución a pH=10 puede contener 1000 veces mas de sulfuros totales que a pH=4. Las bacterias desempeñan un importante papel en este ciclo, tanto en su parte reductiva como en su parte oxidativa [6]. Las bacterias oxidantes de azufre y sulfuros producen SO4 2- mientras que las bacterias sulfato-reductoras lo consumen utilizándolo como aceptor de electrones en su respiración anaerobia y produciendo H2S.

Bacterias quimiolitoautótrofas sulfoxidantes

Los compuestos inorgánicos reducidos de azufre son oxidados casi exclusivamente por procariontes [7]. Los procariontes sulfoxidantes son filogenéticamente diversos. El dominio

Arquea está restringido a los miembros del orden Sulfolobales (hipertermófilas) y en el dominio Bacteria, el azufre es oxidado por litótrofos aerobios o por fotótrofos anaerobios. Adicionalmente algunos microorganismos heterótrofos, incluyendo bacterias y hongos, tienen la capacidad de oxidar compuestos reducidos de azufre.

La oxidación de compuestos inorgánicos reducidos de azufre por bacterias quimiolitoautótrofas es parte vital del ciclo biogeoquímico del azufre en el medio ambiente.

Además, este tipo de reacciones tienen importancia en el tratamiento de la contaminación por compuestos de azufre, en corrosión y en minería. La Figura 2 muestra un árbol filogenético de bacterias quimiolitoautótrofas sulfoxidantes construido a partir de la comparación de secuencias del gen 16S rRNA y con énfasis en aquellas bacterias de importancia práctica. En su gran mayoría estas bacterias pertenecen

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