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• Yvan Garcia

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GRUPOS MICROBIANOS CLASIFICACION DE MICROORGANISMOS EN RELACION AL OXIGENO GRUPOS MICROBIANOS

AEROBIOS

CARACTERISTICAS

OBLIGADOS O ESTRICTOS

Necesitan para vivir la presencia de oxígeno porque funciona como aceptor final de electrones y como agente oxidante de todas sus reacciones (1.

FACULTATIVOS (ANAEROBIOS FACULTATIVOS)

Son capaces de vivir en presencia o ausencia de oxígeno molecular. Pueden activar o desactivar sus rutas metabólicas.

Son microorganismos que para vivir necesitan presiones parciales de oxígeno considerablemente menores que las MICROAEROFILOS normales. Poseen enzimas que se inactivan en condiciones fuertemente oxidantes. Bacterias que obtienen su energía por oxidación del hidrógeno molecular. USAN EL OXIGENO

ANAEROBIOS

Son microorganismos anaerobios que no son sensibles a la presencia de oxígeno. Mantienen activas sus rutas AEROTOLERANTES metabólicas y pueden crecer en presencia de oxígeno. NO USAN EL OXIGENO. Ejemplo: Bacterias del ácido láctico(1,2)

Necesitan ausencia absoluta de oxígeno para vivir. Mínimas concentraciones de oxígeno pueden inhibir sus reacciones. El oxígeno es una sustancia tóxica que los mata o inhibe totalmente su crecimiento (1)Stanier et al. (1996). Microbiología. Pág 28 (2) Schlegel (1997) Microbiología General. Pág 195 (3) Bitton (1999) Wastewater microbiology. Pág 58 (4) ICMSF (1980) Ecología Microbiana de los alimentos. Pág 125- 128 OBLIGADOS O ABSOLUTOS O ESTRICTOS

PRESIÓN DE OXÍGENO TOLERADA GRUPOS MICROBIANOS

AEROBIOS

presión de oxígeno tolerada

OBLIGADOS O ESTRICTOS

Mínimo 10-8 atmósferas

FACULTATIVOS (ANAEROBIOS FACULTATIVOS)

Mínimo 10-12 atmósferas

MICROAEROFILOS

entre 0,01 – 0,03 bar(2) máximo 0,2 atmósferas(4)

AEROTOLERANTES

Puede cumplir sus funciones metabólicas aún a presiones normales de oxígeno (presión del aire a nivel del mar 1,0 atmósfera)

ANAEROBIOS OBLIGADOS O ABSOLUTOS O 0,00 atmósferas ESTRICTOS (1) ICMSF (1980) Ecología Microbiana de los alimentos. Pág 126 (2) Schlegel (1997) Microbiología General. Pág 195 (2) A. H. Rose (1969).Microbiología química. Pág 74

CLASIFICACION DE LOS MICROORGANISMOS EN RELACION A LA FUENTE DE ENERGIA FOTOTROFOS Obtienen su energía LUMINOSA directamente de la radiación solar

E N E R G I A

COMPUESTOS INORGANICOS COMPUESTOS ORGANICOS

FOTOLITOTROFOS O FOTOAUTOTROFOS Crecimiento dependiente de dadores de electrones inorgánicos exógenos FOTOORGANOTROFOS O FOTOHETEROTROFOS Crecimiento dependiente de dadores de electrones orgánicos exógenos LITOTROFOS o QUIMIOLITOTROFOS o QUIMIOAUTOTROFOS o AUTOTROFOS

COMPUESTOS INORGANICOS

QUIMICA

QUIMIOTROFOS Obtienen su energía de la transformación de compuestos químicos

COMPUESTOS INORGANICOS

Y/O ORGANICOS

COMPUESTOS ORGANICOS

Crecimiento dependiente de la oxidación de compuestos inorgánicos exógenos MIXOTROFOS Son microorganismos que pueden obtener su energía como los quimiolitotrofos (reduciendo compuestos inorgánicos, especialmente sulfuros) o como los Organotrofos (oxidando compuestos orgánicos). ORGANOTROFOS o QUIMIOORGANOTROFOS o QUIMIOHETEROTROFOS o HETEROTROFOS Crecimiento dependiente de la oxidación o de la fermentación de compuestos orgánicos exógenos

(1)Stanier et al. (1996). Microbiología. Pág 28 (2) A. H. Rose (1969).Microbiología química. Pág 74 (3) Schlegel (1997) Microbiología General. Pág 203 (4) Bitton (1999) Wastewater microbiology. Pág 48-51

PRINCIPALES CLASES DE NUTRICION

NUTRICION

FOTOAUTOTROFOS

Que utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como principal fuente de carbono. Esta categoría incluye la mayoría de los organismos fotosintéticos : Plantas, algas y cianobacterias

FOTOHETEROTROFOS

Que utilizan la luz como fuente de energía y compuestos orgánicos como fuente principal de carbono. Está categoría incluye algunas de las bacterias rojas y verdes

QUIMIOAUTOTROFOS o QUIMIOLITOTROFOS o LITOTROFOS o AUTOTROFOS

Que utilizan una fuente de energía química y CO2 como fuente principal de carbono. Crecen en medios estrictamente minerales en ausencia de luz. Son microorganismos que obtienen energía por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH4+, NO2- , H2, formas reducidas del azufre (H2S, S, S2O3 ) o el ion ferroso. Pertenecen a esta categoría bacterias nitrificantes, lixiviantes, etc.

Que usan una fuente química de energía y un sustrato orgánico como QUIMIOHETEROTROFOS principal fuente de carbono. Está categoría incluye a todos los o ORGANOTROFOS o Animales, Protozoarios, Hongos (mohos y levaduras) y la gran QUIMIOORGANOTROFOS mayoría de las bacterias o HETEROTROFOS (1)Stanier et al. (1996). Microbiología. Pág 28-29

CONDICIONES DE CULTIVO O TIPO DE CULTIVO O CONDICIONES DE OPERACIÓN O FASE DE OPERACIÓN O ETAPA DE PROCESO O ZONA DE PROCESO

AEROBICAS o “OXICAS” (OXIC)

CONDICIONES DE CULTIVO O TIPO DE CULTIVO O CONDICIONES DE OPERACIÓN O FASE DE OPERACIÓN O ETAPA DE PROCESO O ZONA DE PROCESO

ANOXICAS

CON OXIGENO

SIN OXIGENO PERO CON NO3 o NO2

- Oxidación de comp. orgánicos - Nitrificación Reducción de compuestos sulfurados a sulfato - Síntesis de polímeros de polifosfato intracelular

Nitrosomonas Nitrospira Nitrosolobulus Nitrobacter Nitrococcus S. natans tipo 1701 H. hydrossis Tipo 021N Thiothrix spp Tipo 1851 N. limicola spp. tipo 0041 tipo 0675 tipo 0092 M. parvicella

-Desnitrificación - Oxidación quimiolitotrofica de sulfitos y sulfuro elemental a sulfatos

Achromobacter Alcaligenes Arthrobacter Bacillus Flavobacterium Hypomicrobium tipo 0041 tipo 0675 tipo 0092 M. parvicella

- Fermentación - Sulfatos o sulfuros son reducidos a sulfuro elemental o sulfitos

Acinetobacter Citrobacter Aeromonas Klebsiella SIN Pasteurella ANAEROBICAS OXIGENO Y Proteus SIN NO3 o NO2 Serratia tipo 0041 tipo 0675 tipo 0092 M. parvicella Cloete y Muyima ( ) Microbial Community analysis: the key to the design of biological wastewater treatment systems. pág 6-12 Jenkins et al. (1993) Manual on the causes and control of activated sludge bulking and foaming. Pág 80

CLASIFICACION EN BASE A LA FUENTE DE CARBONO INORGANICO (CO2) CARBONO

“AUTOTROFOS” ORGANICO “HETEROTROFOS”

CON LUZ SOLAR SIN LUZ SOLAR

FOTOAUTOTROFOS AUTOTROFOS

ORGANOTROFOS o QUIMIOORGANOTROFOS o HETEROTROFOS o HETEROORGANOTROFOS

METABOLISMO MICROBIANO (ESTRUCTURA BASICA)

ANABOLISMO (SINTESIS)

HIDRATOS DE CARBONO

FOTOSINTESIS

OXIGENICA O ACICLICA O TIPO Z

6CO2 + H2O-LUZ 2C6H12O6

ANOXIGENICA 12H2S + 6CO2LUZ O CICLICA -C6H12O6 + 6H20+12S° COMPUESTOS NITROGENADOS (AMINOACIDOS  PROTEINAS) ACIDOS GRASOS  LIPIDOS BASES NITROGENADAS  NUCLEOTIDOS ACIDOS NUCLEICOS SISTEMA EMBDENMEYERHOFPARNAS (EMP) (GLICOLISIS)

M E T A B O L I S M O

SISTEMA HEXOSA MONOFOSFATO (HMP)

SISTEMA ENTNER –DOUDOROFF

HIDRATOS DE CARBONO (AZUCARES) CATABOLISMO (DEGRADACION)

SISTEMA DE LA FOSFOCETOLASA RESPIRACION: GLICOLISIS CICLO DE KREBS CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES (CTE)

AEROBICA ANAEROBICA

ALCOHOLICA LACTICA FERMENTACION

HOMOLACTICA HETEROLACTICA

PROPIONICA ACIDO-MIXTA BUTANODIOLICA BUTIRICA

COMPUESTOS NITROGENADOS (PROTEINASAMINOACIDOS) LIPIDOS (GLICERIDOS SIMPLES) ACIDOS GRASOS + GLICEROL ACIDOS NUCLEICOS NUCLEOTIDOS BASES NITROGENADAS Stanier et al. (1996) Microbiología. Capítulo 4 y 5 Schlegel (1997) Microbiología General.Capítulo 7 al 13

PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGIA POR FOSFORILACION EN EL TRANSPORTE DE ELECTRONES EN CONDICIONES AEROBICAS Y ANAEROBICAS, TAMBIEN DENOMINADOS “RESPIRACION AEROBICA” Y “RESPIRACION ANAEROBICA”

METABOLITOS

TIPO DE RESPIRACION

RESPIRACION AEROBICA RESPIRACION CON OXIGENO

GRUPO MICROBIANO

ESPECIES REPRESENTATIVAS

Todos los organismos Pseudomonas aeuriginosa aeróbicos estrictos o Escherichia coli facultativos en Bacillus presencia de oxígeno

RESPIRACION ANAEROBICA

SUSTRATOS ORGANICOS (azucares, ácidos, compuestos aromáticos, entre otros)

H2O

O2

o SUSTRATOS INORGANICOS (S°, H2, CO ), QUE PROPORCIONAN EL PODER REDUCTOR [H]

Paracoccus denitrificans RESPIRACION DE Bacterias aeróbicas o Pseudomonas stutzeri NITRATOS anaeróbicas Pseudomonas aeuriginosa facultativas Pseudomonas denitrificans (DESNITRIFICACION) Thiobacillus licheniformis Desulfovibrio desulfuricans RESPIRACION DE Bacterias Desulfotomaculum SULFATOS anaeróbicas estrictas ruminis Desulfonema limicola Bacterias RESPIRACION DE anaeróbicas AZUFRE facultativas o estrictas

Desulfuromonas acetoxidans Pyrodictium occultum

RESPIRACION DE Bacterias CARBONATOS acetogénicas

Acetobacterium woodii Clostridium aceticum

RESPIRACION DE Bacterias CARBONATOS metanogénicas

Methanobacterium thermoautotrophicum Methanosarcina barkeri Methanococcus Methanospirillum

NO2- ,N2O, N2

NO3S22-

SO4

S2-

S

RESPIRACION DEL FUMARATO

Bacterias succinogénicas

Wolinella succinogenes Escherichia coli

RESPIRACION DEL HIERRO

Bacterias lixiviantes

Alteromonas putrefaciens Thiobacillus ferrooxidans

CH3-COOH

CO21 HCO3-

CH4

Schlegel (1997) Microbiología General. Pág 338-361 CO21 HCO3-

Succinato

Fumarato

3+ 2+ FeFe