·
Catalina
Ignacia Aguilera Flores
E. Anne Edwards (2014) Breathing the
unbreathable SCIENCE VOL 346
As
humans, we have a real concern about what is happening in our environment, how
we affect it and the most important how can we remedy our actions. There is one
group of chemicals called organohalides that can be produced by volcanic
emissions, lighting strikes, plants, animals and microbes as hormones; but
there are synthetic organohalides with a huge history of contaminated sites
around the world, some of them can be toxic at high concentrations. This are
versatile chemicals, highly stable and poorly soluble in water, known for
containing at least one carbon atom bound to a halogen atom, such as chlorine,
bromine, fluorine or iodine. They include tetrachloroethene (PCE),
trichloroethene (TCE), chlorofluorcarbons (CFCs) and compounds like Teflon.
Life
as always continues marveling us with certain microbes that are able to break
down organohalides pollutants. Clues that anaerobic microbial communities could
reduce dehalogenate organohalides emerged 50 years ago with the idea of using
them to detoxify the environment. Evidence that showed how microbes could grow
using the energy from the carbon-halogen bond made a big boom on the scientific
community, using them for industrial applications such as bioremediation. At
the center of this application are alluring microbes that use organohalides as
terminal electron acceptor in their metabolism, they literally breathe these
molecules. In the process, the halogen substitutes are removed from the organic
backbone.
These
incredible organohalides-respiring microbes are phylogenetically diverse, found
around the planet in both freshwater aquifers and marine sediments. For
example, Dehalococcoides and Dehalobacter only breathe organohalides.
This carries a problem that is still not solved in the scientific community,
the huge difficulties for cultivating these microbes in strict anaerobic
conditions. Anaerobic environments are found in nature, stablished in sediments
and in the subsurface.
Genomes
of these exceptional microbes have a giant diversity of genes coding for
enzymes that catalyze reductive dehalogenation present in the GenBank, yet, for
most of these enzymes the substrates remain unknown. Reductive dehalogenase enzymes
require cofactors to help the reaction, including vitaminB12.
Bommer,
reported the crystal structure of an enzyme from the bacterium Sulfurospirillum miltivorans that
catalyzes the carbon-halogen bond in PCE and TCE. Also the vitamin is in fact
buried, and protected in the enzyme. Kwnoledge of the active site of the enzyme
will provide new models to structure-based substrates, including some of the
most toxic organohalides.
Nature
published a complementary paper that describes the structure for a distinct but
similar B12-dependant reductive dehalogenases found in aerobic microbes. As
team, these brand new structures begin to reveal the relationship between
sequence and substrate preferences, helping to anticipate, based on the
dehalogenating microbes, the fate of synthetic and natural occurring chemicals.
Is
crucial to understand how microbes work with organohalides for the effective
management of contaminated sites. Also we must find the best conditions for the
microbe to grow and the manipulation of their genomes for a better and deep
study. It’s really important in science to complement knowledge with other
people, because you never know how much other’s people wisdom can help your
theory be more complete.
bien!!
bien!!
8. E. Anne Edwards (2014) Respirar el VOL CIENCIA irrespirable 346
ReplyDeleteHernández Martínez Daniela
Las perturbaciones antropogénicas, han provocado una excesiva contaminación en la tierra, los elementos más tóxicos en concentraciones altas son los compuestos halogenuros que son malos para el ambiente ya que se acumulan en los sedimentos, las membranas celulares y tejidos , por esa razón se impulsa una innovadora estrategia para la eliminación de los halogenuros por medio de bacterias anaerobias que degradan estos compuestos. Esta propuesta de introducir bacterias impulsa la biorremediación de las zonas contaminadas, al igual que fábricas e industrias que desechan estos contaminantes en abundancia aunque algunos halogenuros son generados naturalmente, por las plantas, animales, microbios que funcionan para su propia defensa contra otros organismos. Esta idea es una solución que ayudaría a la regulación de la contaminación ambiental, esto organismos viven en comunidades con la metanotrofas y las bacterias fermentadoras se encuentran alrededor del planetas en acuíferos de agua dulce y sedimentos marinos, no obstante existen más especies de este tipo que son desconocidas, se cree que estas comunidades ya llevaban alrededor de casi 50 años en la descomposición de halogenuros orgánicos, poco a poco el estudio más profundo de estas llevo a su aplicación a la contaminación actual. Estas bacterias tienen un perfecto metabolismo, pero son altamente sensibles al oxigeno, por esa razón su cultivo es muy estricto.
El estudio de los genomas que son codificados para eliminar los halógenos, es complicado ya que existen variedades de enzimas que catalizan la reacción de halógenos, pero los científicos han logrado analizar una pequeña parte de las enzimas y descubrieron algo interesante, las enzimas deshalogenasa llevan a cabo estas reacciones con las variantes de una vitamina B12 que contiene un átomo de cobalto para romper el enlace halógeno carbono. Con este hecho nuevas investigaciones empiezan analizar el sitio activo de la enzima en otros organismos y posiblemente una vitamina semejante a la B12 se encuentre en microbios aerobios. La naturaleza seguirá su curso, estas bacterias serán aprovechadas por el hombre para mejorar la calidad de vida y conservación de la naturaleza , existen gran variabilidad de genes que aún no investigamos y codifican a una función en particular posiblemente hallemos más variables enzimáticas que darán inicio a un nuevo ambiente libre de químicos.
bien
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ReplyDeleteGarcía Aguirre Samuel Maximiliano
ReplyDeleteBreathing the unbreathable
E. Anne Edwards (2014) SCIENCE VOL 346
Una estructura cristalina revela cómo algunas bacterias descomponen los contaminantes organo-haluro.
Los organohaluros son productos químicos altamente versátiles que contienen al menos un átomo de carbono unido a un átomo de halógeno, tales como: cloro, bromo, flúor o yodo. También se Incluyen algunos solventes limpieza en seco (PCE), desengrasantes industriales (TCE), refrigerantes que reducen el ozono, (CFC), y compuestos antiadherentes como el teflón. Los organohaluros pueden ser producidos por emisiones volcánicas y relámpagos; plantas, animales y microbios que producen hormonas, tales como moléculas de señalización o para su propia defensa, algunos microbios pueden descomponer contaminantes tipo órgano-haluro.
Algunos organohaluros son tóxicos en concentraciones suficientes, generalmente sus emisiones industriales están controladas y los niveles de agua potable están regulados. Estos productos químicos tienden a ser altamente estables y poco solubles en agua, por lo tanto persisten en el medio ambiente donde se acumulan en los sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos. Muchos organohaluros sintéticos son producidos en grandes cantidades y tras la historia, accidentes inadvertidos han creado un enorme legado de sitios contaminados en todo el mundo, esto a menudo esfuerzos de limpieza altamente costosos.
Sugerencias sobre comunidades anaeróbicas microbianas capaces de reducir organohaluros y al mismo tiempo pueden ser utilizadas para descontaminar sitios, surgieron hace poco más de 50 años, sin embargo la evidencia de que estos microbios realmente podían crecer usando la energía de un enlace carbono-halógeno sobresalió hace 30 años. Tras muchos esfuerzos y con aspiraciones de sanar al medio ambiente, expertos identificaron que estas bacterias respiradoras de organohaluros podrían servir como medio de bio-remediación, actualmente y tras mucho empeño se logró trabajar junto con estos cuerpos microbianos para la decloración de contaminantes tipo PCE Y TCE.
Son microbios fascinantes que utilizan organohaluros como receptores de electrones en su metabolismo: respiran estas moléculas así como nosotros respiramos el oxígeno, luego los sustituyentes de halógeno se eliminan secuencialmente a partir de la espina dorsal orgánica, este proceso convierte a la molécula dañina en una no tóxica; estos son filogenéticamente diversos y se encuentran en todo el planeta, tanto de agua dulce como sedimentos marinos; nuevos géneros se siguen descubriendo.
Estos microbios crecen mejor en comunidades complejas de fermentación y en ambiente ricos en metano, estos se encuentran comúnmente en la naturaleza y son fácilmente establecidos en sedimentos y en el subsuelo para mejorar las reacciones de deshalogenación. Enzimas reductivas de deshalogenasa requieren varios cofactores para ayudar la reacción de descomposición, incluyendo variantes de la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto fundamental para romper el enlace carbono-halógeno, por estos medios se podría llegar a la descomposición de los contaminantes más tóxicos o persistentes.
Estas piezas bio-remediadoras podrían tener implicaciones más allá de problemas ambientales, estas enzimas reductoras auguran un papel central en el ciclo halógeno global.
Gracias al estudio y esfuerzo científico ha sido posible agrandar el conocimiento acerca de diversas entidades bio-remediadoras a merced del medio en donde nos desarrollamos, es cierto que actualmente requerimos de innumerables productos químicos provenientes de la industria, ya sea para necesidades habituales, tales como la limpieza o el ámbito de la alimentación o simplemente para el capricho personal; muchos o en su mayoría estos productos al ser fabricados tristemente dejan a su paso una cantidad magna de residuos químicos potencialmente tóxicos para nuestro medio, es aquí donde intervienen estos microbiomas capaces de reducir estos contaminantes utilizándolos en su beneficio, entidades bio-remediadoras.
muy bien!!
DeleteBreathing the unbreathable
ReplyDeleteBy Elizabeth Anne Edwards
Is it possible for a bacteria to eliminate a kind of pollutant capable of contain in it tetrachloroethene (PCE), trichloroethane, chlorofluorocarbons (CFCs) and Teflon, which are mostly dry-cleaning solvents, industrial degreaser and refrigerants?
In order to answer this question we had to know that organohalides are versatile chemicals that that had one carbon atom bound to a halogen or more, they are produced by living organisms such as animals, plants and microbes as hormones, besides we can found it on volcanic emissions or lightning strikes.
Researchers recently found out that there might be an enzyme from Sulfurospirillum multivorans that catalyzes the cleavage (cell division in a fertilized egg) of the bond C-halogen in PCE and TCE. There are some theories that claims that this anaerobic microbial can dehalogenate the organohalides in order to detoxify PCE, TCE and CFCs. And it can grow using the energy of a carbon-halogen bond.
The biggest trouble we got here is that the chemicals contained in the organohalide tend to be highly stable and soluble in water in poor and low levels. This bring us the consequence of persistence in the environment accumulation in sediments, cell membranes and fatty tissues. So we can conclude that the levels of contamination had grown in a huge proportion.
All of this improvements inside the organohalide issue has had a big and positive result in the biomedical area applicate in microbes that use them as a terminal electron acceptors in their metabolism, in other words, they breath them just as we breath oxygen.
Ana Paula Alarcón Zendejas
nice
DeleteE. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable
ReplyDeleteLos organohaluros son moléculas químicas altamente Versátiles conformados por un átomo de carbono ligado al a un halógeno como son el cloro, bromo, flúor y el yodo. El uso de sustancias químicas dentro de la producción industrial tales como solvente de limpieza en Seco conocido como (PCE), desengrasantes industriales (TCL) y refrigerantes que reducen el ozono como los (CFC) son hoy en día fuertemente regulados por las leyes; ya que al liberarse en el ambiente este tipo de sustancias, crean una enorme contaminación en la capa de ozono.
Sustancias como los organohaluros son, en ciertas concentraciones, tóxicos. Generalmente son creados por emisiones volcánicas y Relámpagos plantas animales y microbios que producen hormonas. Éstas sustancias son altamente estables; Por lo cual es por lo cual no se disocian con facilidad y son muy pocos solubles en agua afectando de forma directa en el medio ambiente. Muchos de ellos son producidos en masa por lo que, de una u otra forma, todos hemos ayudado a crear con ellos un legado de contaminación en diversos sitios del mundo.
Recientemente se han encontrado comunidades anaeróbicas microbianas que podrían hacer una labor de biorremediación para este tipo de sustancias tóxicas para el ambiente los cuañes emergieron hace aproximadamente 50 años la evidencia de estos de estos organismos fue reportada aproximadamente hace 30 años. Poco después ser identificados los responsables se tuvo una aplicación inmediata en cuanto de la biorremediación.
Detrás de todo este asunto de la biorremediación, existen toda una gama de bacterias fascinantes que usan estos organohaluros dentro de su metabolismo y en su terminal de aceptores de electrones.
Ellos respiran éstas moléculas como nosotros respiramos el oxígeno; durante el proceso el halógeno sustituyente es secuencialmente removido, e incluso la deshalogenización por partes, a la que es sometido, incrementa su solubilidad en agua y la atenuación natural. Dicho fenómeno es muy diversO y puede encontrarse tanto en mantos acuíferos como en agua fresca en sedimentos marinos.
Para algunos de para algunos organismos como el Sulfurospirillum y el Desulfitobacterium, los órganohaluros son un medio drástico para la respiración anaeróbica; mientras que para otros cómo los Dehalococcoides y Dehalobacter, respirar este tipo de compuestos es la única forma de vida ya que el oxígeno para ellos es letal.
La gran mayoría de ellos viven en comunidades complejas de microbios fermentadores y productores de metano, existe una extraordinaria diversidad de la cantidad de genes para las enzimas de di-halogenación reducto-catalizadoras; cientos de miles de genes para reducir di-halógenasas están presentes en el Gen-back; lo que son 36 de halógenas en un solo genoma.
Por si fuera poco, la mayoría de estas enzimas poseen sustratos que permanecen completamente en el anonimato a pesar de los esfuerzos de los científicos han sido capaces de obtener el nombre de unos cuantos sustratos y de poder identificarlos a la perfección sólo un puñado de estas enzimas y por lo cual es tan difícil hacer crecer y manipular los organismos estos organismos y sus genomas muchos de estos dependen de otros y viven en comunidades en simbiosis para sintetizar vitaminas o compuestos.
El conocimiento de estos organismos biorremediadores tiene un gran peso tanto a nivel científico como a nivel global, ya que podrían sernos de una gran utilidad en cuanto los problemas ambientales del planeta. Por años, los esfuerzos de científicos se han combinado empeñandose en conocer cada vez más detalles acerca de éstas bacterias biorremediadoras que son de Gran utilidad para el planeta y así poder comenzar con nuestra limpieza global.
A pesar de que aún nos falta mucho por hacer para poder conseguir reparar todo el daño que le hemos hecho a nuestra tierra hoy en día sabemos que bacterias como éstas capaces de echarnos una mano.
Los organohaluros son productos químicos altamente versátiles, contienen al menos un átomo de carbono unido a un halógeno, son provocados por emisiones de los volcanes y relámpagos, plantas, animales y bacterias que producen hormonas en defensa propia. Las bacterias Sulfurospirillum multivorans catalizan la escisión del enlace del carbono halogenado. La mayoría de los organohaluros son tóxicos a la concentración de agua suficiente. También pueden ser causantes de cáncer, así es como es un contaminante orgánico de agua subterránea, con esto se llevan a cabo limpieza con altos costos. Hace aproximadamente 30 años se descubrió que las bacterias anaerobias podían crecer usando la energía del enlace del carbono con halógeno. La mayoría de las veces se ocupan estas bacterias para procesos de bio-remedacion en cuanto a procesos industriales. Las bacterias organohaluros son filogenéticamente diversos y se encuentran en todo el planeta, tanto en los acuíferos de agua dulce y sedimentos marinos. En los genomas de estas bacterias hay una gran diversidad de genes que codifican las enzimas que catalizan halógenos y halogenasas.
ReplyDeletecorto pero mejor...trata de hacer un mejor analisis
DeleteBreathing the unbreathable.
ReplyDeleteBy E. Anne Edwards SCIENCE VOL 346(2014)
Los componentes orgánicos halogenados (Organohalogenos) son químicos altamente versátiles conteniendo como mínimo un átomo d carbono unido a un halógeno como el cloro, bromo o yodo, como el tetracloroetano (PCE), el tricloroetano (TCE) etc. Plantas, animales y microbio lo producen como hormonas, como moléculas de señalización y por defensa propia.
Bommer reporta la estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que cataliza la hendidura de la unión de carbón- halógeno en PCE y TCE.
Algunos de estos pueden ser sumamente tóxicos. Estos químicos tienden a estar altamente estables y poco solubles en agua y por lo tanto persiste en el ambiente, donde se acumula en sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos. Los productos del TCE están dentro de los más comunes contaminantes orgánicos de tierra y agua, necesitando una limpieza a menudo que es muy cara.
Se insinúa que comunidades microbianas anaeróbicas podrían deshalogenizar compuestos orgánicos halogenados y puede ser usado para desintoxicar estos contaminantes surgidos hace 50 años.
La aplicación industrial de estos microbios respiradores de “Organohalogenos” para la remediación es una de las translaciones más rápidas del descubrimiento a la práctica, lo que imagino que es debido a los altos índices de contaminación principalmente en ciudades grandes.
Los organismos respiradores de “organohalogenos” son filogenéticamente diversos y son encontrados alrededor del planeta en acuíferos y sedimentos marinos. Para algunos, como Sulfurospirillum y Desulfitobacterium, la respiración de “organohalogenos” es la única manera de vida, el oxígeno es letal para ellos y son requeridas condiciones anaerobias para su cultivo. Estos crecen mejor con microbios fermentadores y productores de metano.
Cientos de miles de genes son presentes en GenBank (banco de genes) con tantos como 36 genes de deshalogenasa en un solo genoma de Dehalococcoides.
Las enzimas de deshalogenasa requieren ciertos cofactores para llevar acabo la reacción, incluyendo variantes de vitamina B12 que alberga un átomo reactivo de cobalto para romper la unión del carbono y el halógeno.
Bommer ahora muestra que la alta reactividad del cobalto contenido en la vitamina esta muy escondido y protegido en la enzima.
Un post publicado recientemente en Nature describe la estructura e y el mecanismo inferido de una clase similar de B12 dependiente reductora de deshalogenasa encontrada en microbios aeróbicos.
Y para finalizar se concluye que estas piezas de trabajo (Reductores de halogenasa) tiene implicaciones más allá de los problemas ambientales.
bien!!
DeleteEn la actualidad hay unos compuestos químicos llamados “Organohalogenos” compuestos al menos un átomo de carbono enlazado a un átomo halogenado de la tabla periódica. Estos compuestos s e encuentran principalmente en solventes de limpieza, desengrasantes y refrigerantes, antiadherentes, también producidos por emisiones volcánicas, plantas, animales y microbios los producen como hormonas (moléculas de señalización y autodefensa). Pero también existen microbios que pueden descomponer Organohalogenos. En una publicación se reportó una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que rompe el enlace carbono-halógeno. Los Organohalogenos son tóxicos en grandes concentración. Estos químicos son estables y poco solubles en agua por lo tanto permanecen mucho tiempo en el ambiente y se acumulan en sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos. A través del tiempo han sido producidos en grandes cantidades e incluso se han creado sitios contaminados. Ahora bien para su limpieza de esos lugares se requiere de esfuerzos de limpieza muy costosos pero ahora gracias a estos microbios podrían ser utilizados para desintoxicar y limpiar esos lugares. Estos microbios bioremediadores filogenéticamente diversos utilizan Organohalogenos como aceptores terminales de electrones en su metabolismo, respiran organohalogenos en vez de oxígeno, gracias a esto aumenta la solubilidad del agua y acelera la atenuación natural. En alguno microbios (Dehalococcoides y Dehalobacter) el oxígeno los daña y se deben cultivar baja condiciones anaeróbicas, estos ambientes anaeróbicos son encontrados en sedimentos y en el subsuelo naturalmente. Estos organismos poseen una diversidad de códigos genéticos para las enzimas que catalizan la deshalogenacion sin embargo para la mayoría de estas enzimas los sustratos aún son desconocidos, algunas enzimas deshalogenasas reductoras requieren cofactores para ayudar a lograr la reacción incluyendo variantes de vitamina B con un átomo de cobalto reactivo para romper el enlace C-halógeno . Y el conocimiento del sitio de actividad de la enzima permitirá la remodelación de estructuras base para nuevos sustratos. Para mí el conocer que estas bacterias pueden degradar tales compuestos es muy interesante ya que me estoy dando cuenta de que hay una gran utilidad en cuanto la aplicación de microorganismos y también me asombro de que en el ambiente haya tan solo contaminantes de compuestos químicos que no conocía, y así como estas bacterias y compuestos que no conozco me imagino que también ha de haber más que claro en un futuro nosotros como biólogos tendremos que darnos la tarea de investigarlos a mayor profundidad.
ReplyDeleteRios Ruiz Alexis Itamar
Biología de Procariontes
Grupo 5286
Artículo: Elizabeth Anne Edwards. Breathing the Unbreathable
bien!!
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ReplyDeleteBreathing the unbreathable.
ReplyDeleteBy E. Anne Edwards SCIENCE VOL 346(2014)
González Mendoza Sharon Paulina
In the era in which society produces more and more pollutants mainly by industry, the need to find a solution to this environmental contamination is certainly one of the issues currently treated more. And certainly biology will be essential in this area, as we know there are a variety of organisms on the planet, and why not think about the possibility that excites anyone who can breathe these pollutants?. Without doubt we can find organisms that can "breathe the unbreathable", as pollutants as organohalides.
For start we need to clarify that the organohalides are highly versatile chemicals containing at least one carbon atom bound to halogen atom such as chlorine, bromine, fluorine or iodine, are produced by volcanic emissions and lightning strikes; plants, animals and microbes produce them as hormones, as signaling molecules, and for self-defense. Some organohalides are toxic at sufficient concentration, these chemicals tend to be highly stable and poorly soluble in water and thus persist in the enviroment, where they accumulate in sediments, cell membranes and fatty tissues. There exist an enormous legacy of contaminated sites around the world.
Almost 50 years ago started suggestions that anaerobic microbial communities could reductively dehalogenate organohalides and might be used to detoxify these pollutants.Evidence that anaerobic microbes could grow using the energy in a carbon-halogen bond was reported 30 years ago. Soon after, the microbes responsible were identified thanks to a remarkable alignment of scientific discovery and rising concern over the extent of TCE contamination.
Certain microbes can break dowm organihalide pollutants like Sulfurospirillum multivorans that catalyzes the cleavage of the carbon-halogen bond in PCE and TCE. This structure opens the door to a full mechanistic and predictive understanding of this important detoxifying reaction. Furthermore organohalides are just one of several options for anaerobic respiration, of course there are others, such as Dehalococcoides and Dehalobacter, that is the only way of life.
This discovery helps for bioremediation, for example, in industries. And is fascinating, that within the genomes of these remarkable microbes is an equally extraordinary diversity of genes coding for the enzymes that catalyze reductive dehalogenation. Hundreds of thousands of genes for putative reductive dehalogenases are present in GenBank, with as many as 36 dehalogenase genes in a single Dehalococcoides genome, yet for most of these enzymes, the substrates remain completely unknown. Scientists have been able to determine a few substrates for only a handful of these enzymes, because it is so difficult to grow and manipulate the organisms and their genomes.
It is important to find the active site of enzymes that act to metabolize pollutants but it is now a breakthrough for science the discovery of these organisms.
Together, these new structures begin to reveal the relationship between sequence and substrate preferences, helping to predict the fate of synthetic and naturally occurring chemicals in the environment based on the resident populations of dehalogenating microbes. Such fundamental understanding is crucial for effective management of contaminated sites. Finally, these seminal pieces of work have implications beyond environmental problems. The wide variety of naturally occurring organohalides and the diversity of genes encoding putative reductive dehalogenases gleaned from environmental DNA studies portend a central role for these enzymes in the global halogen cycle.
Of course, the question still remains, we will find even more organisms for decontamination? In how much longer you think ?, we can not know, but what is certain is that even in spite of finding ways for bioremediation, among other things, it is essential to raise awareness of what our actions cause and try to improve individually and socially and not wait for a solution elsewhere.
very nice
DeleteDesde el simple y omnipresente cloruro de metilo hasta la compleja vancomicina (antibiótico clorado), la naturaleza es capaz de crear halocarburos con una variedad y complejidad estructural que los químicos de carne y hueso no logran reproducir en sus laboratorios. Los compuestos orgánicos halogenados originados exclusivamente en la naturaleza se cuentan por millares: hasta la fecha, se han identificado 2350 cloruros, 2050 bromuros, 115 yoduros y 34 fluoruros. Las bacterias, los hongos, las plantas y los animales —humanos incluidos— producen, todos ellos, halocarburos.
ReplyDeleteTales halocarburos se generan también, de forma abiótica, en incendios forestales, erupciones volcánicas y otros fenómenos geotérmicos. En algunos casos, los compuestos naturales coinciden con los que se sintetizan para uso industrial. Aun así, la elevada toxicidad —y extendida publicidad— de los plaguicidas clorados y otros productos industriales de este tipo generan tales prejuicios entre la población general, que muy pocos imaginan que las moléculas halogenadas se producen también en plena naturaleza.
Los organismos marinos constituyen la principal fuente de halocarburos, lo que no debe sorprendernos si recordamos los altos contenidos en cloro y bromo del agua del mar. El “olor a mar” emerge, en parte, de organohalogenados volátiles que desprenden las algas marinas. El bromuro de metilo, el yoduro de metilo, el bromoformo y otros compuestos de este tipo son utilizados también por la industria química como plaguicidas o como precursores en la síntesis de otros productos. No obstante, la mayoría de los halogenuros orgánicos son nuevos para la ciencia; nunca han sido sintetizados en un laboratorio. En los organismos que los producen, desarrollan múltiples funciones: operan como repelentes e inhibidores del apetito, agentes antibacteriales y antiincrustantes, feromonas y hormonas.
Los organohalidos son químicos muy versátiles que contienen al menos un átomo de carbono con un enlace a un átomo de halógeno, tales como clorhidro, bromino, fluorino o iodino. Incluyen el solvente de limpieza en seco tetracloretano (PCE), el desengrasante industrial tricloroeteno (TCE), los químicos reductores de ozono tales como los clorofruorocarbonos (CFCs) entre otros. Ciertos microbios pueden romper los contaminadores organohalógenos. Bommer, investigador de organohalógenos, reporta una estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que cataliza la división del halógeno del carbono en PCE y TCE. Esta estructura abre la puerta a un entendimiento importante de reacciones de desintoxicación. Algunos organohalogenos son tóxicos en suficientes concentraciones. Esos químicos tienden a ser muy estables y poco solubles en agua además persisten en el ambiente, donde se acumulan en sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos.
Pruebas muestran que las comunidades microbianas anaeróbicas pudieron deshalogenizar o ganohalizar y podrian ser usadas para desintoxicar esos contaminantes que surgieron aproximadamente hace 50 años. Los microbios responsables de esto fueron identificados gracias a destacables alineamientos de descubrimientos científicos.
Dentro de los genomas de esos destacables microbios están en una diversidad extraordinaria e igualitaria de genes codificados para las enzimas que catalizan la deshalogenización, cientos de miles de genes. Los científicos fueron capaces de determinar pocos sustratos para sólo un puñado de esas enzimas, debido a que es muy difícil cultivar y manipular los organismos y sus genomas. Las enzimas reductoras deshaloganizadoras requieren varios cofactores para ayudar en la reacción, incluyendo variantes de la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto crítico para romper el enlace carbono-halógeno.
Los científicos están haciendo una labor para crear microbios que sean capaces de romper enlaces carbono-halógenos para evitar que la contaminación del agua prosiga.
E. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable SCIENCE VOL 346
Sustancias químicas como desengrasantes i industriales (TCL), solventes de limpieza (PCE) y refrigerantes (CFC) son organohalogenos.
ReplyDeleteLos organohalogenos son moléculas conformadas por carbono y un halógeno (cloro, yodo, bromo y flúor) pueden provenir también de plantas, animales y microorganismos que los producen para cubrir una función ya sea de defensa o señalización. Son tóxicos y afectan de forma drástica el medio ambiente.
Afortunadamente se han encontrado bacterias anaeróbicas capaces de degradar estos organohalogenos. Dichas bacterias se pueden utilizar entonces para biorremediar. Hay una gran variedad de estos organismos que “respiran” organohalogenos.
Para muchas de estas bacterias sólo existe un modo de subsistir y es “comiendo” estos organohalogenos.
Hablando de enzimas, las deshalogenasas que poseen estas bacterias, requieren de varios sustratos para poder llevar a cabo la reacción de deshalogenación.
Estas bacterias son ejemplo de lo sabia que puede ser la naturaleza, aquí se ve claramente cómo se busca el equilibrio ambiental ya que si organismos producen algo que puede afectar el medio deben existir otros que lo consuman para acabar con ese posible daño.
hay que escribir un poco mas profundo sobre lo que leiste
DeleteBreathing the unbreathable.
ReplyDeleteElizabeth Anne Edwards.
Orozco Rodriguez Ivonne.
Si bien cuando hablamos de metabolismo nos podemos referir a la obtención de energía para llevar a cabo funciones vitales y que un organismo adquiere de su medio, del cual seleccionará cuáles son los compuestos que le resultan eficientes o nutritivos, cuáles no y cuáles su presencia resulta mortal, todo esto para cada organismo.
Suena impresionante cuando ciertos microorganismos, microorganismos procariontes, son capaces de obtener y utilizar la energía obtenida de la descomposición de sustancias más complejas y que en cierta concentración son tóxicas: los organohaluros.
Los organohaluros, como se conoce, son sustancias compuestas por hidrógeno, carbono y uno o más átomos de halógeno, como lo es el cloro, flúor, yodo, etcétera. Son producto de de actividades industriales, tales como el Percloroetileno de limpieza en seco (PCE), el Tricloroetilenos de desengrasante industrial (TCE), los refrigerantes como los clorofluorocarbonos (CFCs) y los antiadherentes. Así como pueden ser originados por la emisión de volcanes y relámpagos o por la producción de hormonas en animales, plantas y microbios. Si bien, estos últimos no constituyen tantos problemas, la producción industrial de los halocarburo sintéticos, que además se conoce son muy estables y poco solubles en agua, ha provocado la contaminación en grandes cantidades.
Al llevar a estudio a estos microbios con la habilidad de descomponer por reacciones de reducción organohaluros, se descubrió que su poder radica en la acción especializada de sus enzimas. Una enzima, de estructura cristalina, que cataliza el rompimiento entre el enlace de carbono y el halógeno, encontrada en la bacteria Sulfurospirillumativorans. Los estudios que revelan que ciertas comunidades microbianas anaerobias pueden deshalogenar y desintoxicar y, aún más, pueden crecer en presencia de organohaluros implica un descubrimiento científico importante para la creciente contaminación pues llevaría a una bioremediación.
Sin embargo se hicieron más investigaciones amplias de dichos microbios para comprender el funcionamiento de su metabolismo. Es así que sabe que estos complejos microorganismos usan los organohaluros como una terminal aceptora de electrones, que rompen las moléculas como otros organismos conocidos el oxígeno y que, durante el proceso, van sustituyendo el halógeno hasta secuencialmente eliminarlo, obteniendo una desintoxicación de la molécula.
Otras investigaciones indican una extraordinaria diversidad de los microorganismos de genes que codifican para las enzimas que catalizan la reducción de halogenuros; cientos de miles de genes de deshalogenación, 36 de ellos en un sólo genoma de Dehalococcoides, bacteria que elimina los átomos de cloro.
No obstante estos organismos procariotes son difícilmente cultivables y manipulables, es por eso que gran parte de estas extraordinarias enzimas se mantienen sin conocerse completamente y, por lo tanto, los sustratos de estas también. De esta manera, más estudios fueron hechos llegando a conocer que estas enzimas deshalogenasas reductivas requieren cofactores: variantes de vitamina B que contienen un átomo de cobalto reactivo, el cual es necesario para romper el enlace carbono-halógeno y que además esta vitamina es protegida estructuralmente por la enzima. En conjunto con otro documento, la inferencia de estructuras y mecanismos de una deshalogenasa similar en encontrada ahora en un microorganismos aerobio, muestra la relación entre secuencia y preferencia de los sustratos en la enzima. Esto es sumamente importante porque al conocer el sitio activo de la enzima en estos organismos, facilitará conocer la estructura que le permite descomponer contaminantes y que, por lo tanto, permitirá diseñar nuevos sustratos que incluyen organohaluros más tóxicos y persistentes. Dando un paso fundamental, no sólo en las problemáticas ambientales, sino también de estas enzimas en el ciclo global de los halógenos.
bien!!
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DeleteE. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable SCIENCE VOL 346
ReplyDeleteOrganohaluros son compuestos orgánicos que cuentan por lo menos con un átomo de carbono unido a un átomo de halógeno como cloro, bromo, flúor o yodo y estos compuestos se encuentran en productos de la industria que causan contaminación como solvente de limpieza, desengrasante industrial, refrigerantes que desgastan el ozono, así como los clorofluorocarbonos y el teflón
Los organohaluros solo se producen por emisiones volcánicas y rayos, plantas animales y microbios lo producen como hormonas como moléculas de señal y autodefensa.
Afortunadamente algunos microbios pueden romper la contaminación de los organohaluros. La estructura cristal de una enzima que proviene de la bacteria Sulfurospirillum multivorans cataliza la unión carbono-halógeno en el tetracloroeteno –PCE- (en productos de limpieza) y en el tricloroetano –TCE- (en el desengrasante industrial).
Algunos organohaluros son tóxicos en grandes concentración, estos son estables y poco solubles en agua por lo tanto se queda en el ambiente donde se acumulan en sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos. Productos del TCE son de los más comunes contaminantes orgánicos del agua y es costoso su limpieza, pero comunidades anaeróbicas microbianas pueden reducir dihaluros y organohaluros para desintoxicar estos contaminantes.
Lo interesante…¿Cómo es que lo hacen?
Microbios anaeróbicos pueden crecer usando la energía de una unión carbono-halogeno. Usan los organohaluros como receptores de electrones terminales en su metabolismo (respiran esas moléculas como nosotros el oxigeno). Durante este proceso los halógenos sustituyentes los remueven de la columna orgánica, completada la deshalogenacion convierte a la molécula no toxica, además de incrementar la solubilidad del agua y acelera la degradación natural.
Estos se encuentran en acuíferos y sedimentos marinos, unos ejemplos son Sulfurospirillum y Desulfitobacterium, los organohaluros son su único medio de respiración, así como en las Dehalococcoides y Dehalobacter, en las que el oxigeno es letal.
Hay una diversidad de genes que codifican las enzimas que catalizan dihalogenuros, por ejemplo existen 36 genes que catalizan esto en Dehalococcoides, desafortunadamente no se ha podido determinar todas esta enzimas porque es muy difícil hacerlas crecer y manipular los organismos y sus genomas.
Enzimas dihalogenuras reductivas requieren cofactores para la reacción como variantes de la vitamina B12 que tiene un átomo de cobalto reactivo que se encuentra enterrado, por lo tanto protegido por la enzima y rompe la unión carbón-halogeno. Saber los sitios activos de la enzima puede facilitar la estructura de remodelación de nuevos sustratos, incluyendo los toxicos o persistentes organohaluros. Es importante saber la estructura para entender la relación entre la secuencia y los sustratos a los que le tiene preferencia para predecir el destino de las sintéticas y naturales sustancias químicas basado en las poblaciones de microbios dehalogenuros, esto es indispensable para saber cómo manejarlas efectivamente en lugares contaminados y así aplicarlas en la industria para la biorremedación.
Hace falta mayor ampliación de la investigación ya que fueron descubiertas varias décadas atrás y estos organismos tiene aplicaciones importantes en problemas graduales que se presentan hoy en día como lo es la contaminación. Lo difícil de estas bacterias es que se encuentran en ambientes con condiciones muy específicas pero sería bueno encontrar como pueden ser usadas de manera libre para eliminar de forma natural los organohaluros.
muy bien
DeleteParte 1
ReplyDeleteAlumno: Marcos Rubén Hernández Islas
Respirar lo irrespirable
Una estructura cristalina revela como lagunas bacterias descomponen los contaminantes orgánulo-haluro.
Por E.Anne Edwards
Los órgano haluros son productos químicos que contienen al menos un átomo de carbono unido a un átomo de halógeno como cloro, bromo, fluor o yodo. Ellos incluyen el solvente de limpieza en seco PCE, desengrasante industrial TCE, clorofluorocarbonos CFC y compuestos adherentes como teflón. También son producidos por las emisiones volcánicas y relámpagos; plantas, animales y microbios producen las hormonas, como moléculas de señalización y defensa. Algunos microbios pueden descomponer contaminantes organohaluro. Estudios presentan una estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospillum multivorans que cataliza la escisión del enlace carbono-halógeno en PCE y TCE. Esta estructura abre la puerta a una comprensión mecanicista y predictiva de esta reacción de desintoxicación.
Algunos organo haluros son tóxicos en concentraciones suficientes. Estos productos químicos tienden a ser altamente estables y poco solubles en agua por lo que persisten en el medio ambiente, donde se acumulan en los sedimentos, membranas celulares, y tejidos grasos. Los sintéticos se producen en cantidades grandes, además de las liberaciones que han ocurrido a través de la historia, estas han dejado un legado enorme de sitios contaminados en el mundo. La insinuación de que se podría desintoxicar los contaminantes a través de la deshalogenacion de los órgano haluros por las comunidades microbianas anaeróbicas surgió casi hace 50 años.
ok, nada impresionante
DeleteParte 2
ReplyDeleteLa evidencia de que microbios anaeróbicos podrían crecer usando la energía de un enlace cabono-halogeno se informo hace 30 años. Poco después se identificaron a los microbios responsables gracias a una creciente preocupación debido a la crecente contaminación de TCE. La aplicación industrial más grande fue que la aplicación de microbios que respiran órgano haluros para la biorremediacion, siendo esto un descubrimiento excelente. Una década mas tarde después del primer ensayo en el área, los esfuerzos de remediación, ahora practicados ampliadamente dependen de bacterias que respiran órgano haluros específicos para acelerar la decloracion reductiva de PCE y TCE. Estos microbios fascinantes que utilizan organohaluros como receptores terminales de electrones en su metabolismo; respiran estas moléculas como nosotros hacemos con el oxigeno. Durante el proceso los sustituyentes de halógeno se eliminan secuencialmente a partir de la espina dorsal orgánica. La deshalogenacion completa normalmente hace que la molécula sea no toxica, pero incluso la parcial aumenta la solubilidad en agua y acelera la atenuación natural. Estos microbios son filogenéticamente diversos y se encentran en todo el mundo, se siguen descubriendo nuevos géneros. Todos estos microbios crecen mejor en comunidades complejas con la fermentación y los microbios productores de metano. Tales ambientes anaeróbicos se encuentran comúnmente en la naturaleza y se establecen fácilmente en los sedimentos y en el subsuelo para mejorar las reacciones de deshalogenación. Cientos de miles de genes que codifican para tener este metabolismo en su genoma están presentes en Genbank con 36 genes deshalogenasa en un solo genoma, sin embargo para la mayoría de estas enzimas, los sustratos se mantienen desconocidos. Solo se han podido determinar pocos sustratos por sus enzimas ya que es muy difícil cultivar y manipular los organismos y sus genomas. Las enzimas deshalogenasa requieren de varios factores para levar a cabo la reacción, tales como las variantes de vitamina B12 que alberga una molécula de cobalto reactiva fundamental para romper el vínculo carbón-halógeno.
Otro estudio describe la estructura e infiere el mecanismo para una distinta clase de deshalogenasas reductivas dependientes de B12, encontradas mas típicamente en microbios aerobios. Estas nuevas estructuras comienzan a revelar la relación entre secuencia y sustrato, ayudando a predecir el destino de los productos químicos sintéticos y de origen natural en el entorno basado en las poblaciones microbianas deshalogenas residentes todo esto es crucial para el manejo efectivo de los sitios contaminados. Estas piezas tienen implicaciones más allá de los problemas ambientales. La gran variedad de organohaluros naturales y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas reductivas supuestas recogidas de estudios de ADN ambientales auguran un papel central para estas enzimas en el ciclo del halógeno global.
mejoro mucho con la parte 2
DeleteCatalina Ignacia Aguilera Flores
ReplyDeleteE. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable SCIENCE VOL 346
As humans, we have a real concern about what is happening in our environment, how we affect it and the most important how can we remedy our actions. There is one group of chemicals called organohalides that can be produced by volcanic emissions, lighting strikes, plants, animals and microbes as hormones; but there are synthetic organohalides with a huge history of contaminated sites around the world, some of them can be toxic at high concentrations. This are versatile chemicals, highly stable and poorly soluble in water, known for containing at least one carbon atom bound to a halogen atom, such as chlorine, bromine, fluorine or iodine. They include tetrachloroethene (PCE), trichloroethene (TCE), chlorofluorcarbons (CFCs) and compounds like Teflon.
Life as always continues marveling us with certain microbes that are able to break down organohalides pollutants. Clues that anaerobic microbial communities could reduce dehalogenate organohalides emerged 50 years ago with the idea of using them to detoxify the environment. Evidence that showed how microbes could grow using the energy from the carbon-halogen bond made a big boom on the scientific community, using them for industrial applications such as bioremediation. At the center of this application are alluring microbes that use organohalides as terminal electron acceptor in their metabolism, they literally breathe these molecules. In the process, the halogen substitutes are removed from the organic backbone.
These incredible organohalides-respiring microbes are phylogenetically diverse, found around the planet in both freshwater aquifers and marine sediments. For example, Dehalococcoides and Dehalobacter only breathe organohalides. This carries a problem that is still not solved in the scientific community, the huge difficulties for cultivating these microbes in strict anaerobic conditions. Anaerobic environments are found in nature, stablished in sediments and in the subsurface.
Genomes of these exceptional microbes have a giant diversity of genes coding for enzymes that catalyze reductive dehalogenation present in the GenBank, yet, for most of these enzymes the substrates remain unknown. Reductive dehalogenase enzymes require cofactors to help the reaction, including vitaminB12.
Bommer, reported the crystal structure of an enzyme from the bacterium Sulfurospirillum miltivorans that catalyzes the carbon-halogen bond in PCE and TCE. Also the vitamin is in fact buried, and protected in the enzyme. Kwnoledge of the active site of the enzyme will provide new models to structure-based substrates, including some of the most toxic organohalides.
Nature published a complementary paper that describes the structure for a distinct but similar B12-dependant reductive dehalogenases found in aerobic microbes. As team, these brand new structures begin to reveal the relationship between sequence and substrate preferences, helping to anticipate, based on the dehalogenating microbes, the fate of synthetic and natural occurring chemicals.
Is crucial to understand how microbes work with organohalides for the effective management of contaminated sites. Also we must find the best conditions for the microbe to grow and the manipulation of their genomes for a better and deep study. It’s really important in science to complement knowledge with other people, because you never know how much other’s people wisdom can help your theory be more complete.
Flores Morales Ivonne
ReplyDeleteUna estructura cristalina revela cómo algunas bacterias descomponen los contaminantes Organohaluros. (2014) SCIENCE VOL 346
E. Anne Edwards
Los Organohaluros son productos químicos que contienen al menos un átomo de carbono unido a un átomo de halógeno tal como cloro, bromo, flúor o yodo. Incluyen el tetracloroeteno solvente para limpieza en seco (PCE), el tricloroetileno, desengrasante industrial (TCE), los refrigerantes que agotan el ozono, como los clorofluorocarbonos (CFC) y compuestos antiadherentes como el teflón. También son producidos por emisiones volcánicas, relámpagos y plantas, animales y microbios que producen las hormonas para su propia defensa. Algunos microbios pueden descomponer contaminantes organohaluros.
Bommer presenta la estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que cataliza la escisión del enlace carbono-halógeno en PCE y TCE.
Algunos organohaluros son tóxicos en concentraciones altas, tienden a ser altamente estables y poco solubles en agua, por lo tanto persisten en el medio ambiente, donde se acumulan en los sedimentos, las membranas celulares y tejidos grasos. Muchos organohaluros sintéticos se producen en grandes cantidades. El TCE y sus productos cancerígenos son algunos de los contaminantes orgánicos del agua subterránea más comunes.
Bommer explica que las comunidades microbianas anaeróbicas podrían deshalogenar. La evidencia de que los microbios anaeróbicos podrían crecer usando la energía de un enlace carbono-halógeno, se informó hace más de 30 años. Poco después, los microbios responsables fueron identificados gracias a descubrimientos científicos y la creciente preocupación por el grado de contaminación de TCE. La aplicación industrial de estos microbios reductores de organohaluros para la biorremediación es posiblemente una de las traducciones más rápidas del descubrimiento científico a la práctica. Una década después de los primeros ensayos de campo, los esfuerzos de remediación ahora se basan ampliamente en bacterias respiradoras de organohaluros específicas para acelerar la decloración reductiva de PCE y TCE.
Respiran estas moléculas como lo hacemos del oxígeno. La Deshalogenación completa, normalmente hace que la molécula no sea tóxica, pero incluso la deshalogenación parcial aumenta la solubilidad en agua y acelera la atenuación natural. Los microbios respiradores de organohaluros son filogenéticamente diversos y se encuentran en todo el planeta, tanto en los acuíferos de agua dulce y sedimentos marinos. Para algunos, como Sulfurospirillum y Desulfitobacterium, los organohaluros son sólo una de varias opciones para la respiración anaerobia. Para otros, como Dehalococcoides y Dehalobacter, respirar organohaluros es la única forma de vida. Todos estos microbios crecen mejor en comunidades complejas con la fermentación y los microbios productores de metano. Tales ambientes anaeróbicos se encuentran comúnmente en la naturaleza y se establecen fácilmente en los sedimentos y en el subsuelo para mejorar las reacciones de deshalogenación.
Dentro de los genomas de estos microbios notables es extraordinaria la diversidad de genes que codifican a las enzimas que catalizan la deshalogenación reductora. Los científicos han podido determinar unos sustratos por sólo un puñado de estas enzimas, porque es difícil de cultivar y manipular a los organismos y sus genomas. Enzimas deshalogenasas requieren varios cofactores para llevar a cabo la reacción, incluyendo las variantes de vitamina B 12 que albergan un átomo de cobalto reactivo crítico para romper el enlace carbonhalogeno. Algunos organismos dependen de otros organismos para sintetizar la vitamina B 12 para su supervivencia.
La gran variedad de organohaluros naturales y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas reductoras, auguran un papel central para estas enzimas en el ciclo halógeno global.
bien!
Delete8. E. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable SCIENCE VOL 346
ReplyDeletePARTE1
Organohaluros; compuestos químicos versátiles, contienen al menos un átomo de carbón unido a un halógeno. Son altamente usados en la industria, ya que sirven para la fabricación de muchos materiales que usamos día a día; como solventes de limpieza (Tetracloroeteno PCE), desengrasante industrial (tricloroeteno TCE) o refrigerantes que agotan el ozono, como los clorofluorocarbonos (CFCs) o teflón. Aunque la mayor parte de los organohaluros son antropogénicos, procesos químicos naturales también crean estos compuestos; emisiones volcánicas, rayos, plantas, animales, algunos microbios las producen para comunicarse y como forma de defensa.
Con el paso del tiempo, los organohaluros se han convertido en u problema de contaminación, es tanta la producción que, en el corto lapso de tiempo en el que se han producido y usado (aprox 50 años) ya han dejado un legado de contaminación que posiblemente durara cientos de años. Algunos incluso son tóxicos dependiendo de su concentración; son químicamente estables y poco solubles en agua, persistentes en el ambiente; se acumulan en sedimentos, membranas celulares y tejidos grasosos. Algunos de ellos, como los TCE y sus derivados, están fuertemente relacionados con la contaminación de aguas subterráneas, y requieren de gastos financieros mayores para evitar o “arreglar” esta contaminación.
Conforme nos hacemos más conscientes de los problemas que estos compuestos llegaran a causar a medida que el tiempo avanza, se han buscado soluciones para arreglar esta producción de contaminantes. Bommer et al. En otro artículo reporta que una enzima con estructura cristalina, producida por la bacteria Sulfurospirillum multivorans, que induce o cataliza la división entre la unión del carbono halógeno en los PCEs y TCEs.
Estas comunidades microbianas, con la capacidad de romper estas uniones y deshalogenar los organohaluros quizá puedan ser usadas para desintoxicar. Existen evidencias de que algunas formas de vida microbianas anaerobias puedan crecer usando la energía de la unión del carbono con el halógeno; esta evidencia data de 30 años atrás. El uso de esta bacteria en la industria tiene potencial para una bioremediación, empero, aun es un dilema, usarla en tiempos actuales sería una de las ocasiones donde la teoría se lleva a la practica en lapsos de tiempo record. Las soluciones de bioremediación ponen mucha fe en el uso de bacterias que respiran un halógeno en específico y acelerar la reducción de residuos de PCEs y TCEs.
PARTE 2
DeletePero… ¿Cómo respiran estos compuestos? Esta forma de vida microbiana usan los organohaluros como receptores de electrones en su metabolismo. Respiran estas moléculas, como nosotros respiramos oxígeno. Durante el proceso el halógeno es separado de la estructura orgánica, sin el alógeno, o incluso parcialmente separado, la solubilidad del compuesto aumenta y se acelera la descomposición natural Este, y otros tipos de organismos que respiran halógenos, se encuentran a lo largo y ancho del mundo, en sedimentos en las profundidades del mar, mantos friáticos y cercanos a las superficies del mar. Se sabe que son óptimos en comunidades complejas con organismos productores y fermentadores de metano. Poseen una diversidad genética enorme, que se utiliza para codificar diferentes enzimas que respiran halógenos.
La secuencia completa de las enzimas sigue siendo desconocida, solo se han determinado algunas sustancias, por la dificultad que representa crear las condiciones para sustentar la vida de estas bacterias y manipular su genoma.
Codificar enzimas que respiren halógenos es un proceso que se ve afectado por muchas cosas; uno de estos factores que es sumamente importante, es una variante de la vitamina B12 que almacena un átomo reactivo de cobalto, de suma importancia a la hora de romper el enlace carbono-halógeno. Otros organismos del mismo tipo, viven en simbiosis con otros organismos que sintetizan la vitamina B12 por ellos.
En conclusión, la variedad de microrganismos que realizan esta función es amplia, y, por ende, también el proceso que llevan a cabo para realizar esta tarea, su estructura, su forma de vida e interacción con otros organismos. Las cuestiones sobre el proceso que hacen son un asunto impresionante, ya que pueden diversificarse en la forma en como lo realizan dependiendo de muchos factores, la solución a la problemática de contaminación puede hacerse más efectiva con el estudio de estos organismos, hablando fisiológica y anatómicamente; y, por supuesto, su relación con la vitamina B12 que parece ser pieza clave del proceso.
muy bien
DeleteBreathing the unbreathable
ReplyDeleteE. Anne Edwards (2014)
SCIENCE VOL 346
Existe una estructura cristalina que revela como algunas bacterias producen la descomposición del órgano- haluros. Estos son productos químicos muy versátiles que contienen por lo menos un átomo de C donde este se encuentra unido a un átomo de los halógenos, también pueden incluir otra clase de compuestos (PCE) (TCE) (CFC). Estos órganos haluros también pueden ser producidos por emisiones volcánicas y relámpagos.
Se han llegado a detectar algunos que resultan tóxicos cuando son concentraciones muy grandes, sus emisiones industriales están controladas y también son pocos solubles en agua, estas condiciones hacen que persistan en el medio donde están acumulados sedimentos, membranas celulares y tejidos grasos. Muchos son producidos en grandes cantidades y detrás de muchas historias han ocurrido accidentes que han dejado un legado importante alrededor del mundo, la limpieza que se genera para poder remediarlo es altamente costosa.
Se han sugerido que se generen comunidades microbianas anaeróbicas capaces de reducir órgano haluros donde al mismo tiempo puedan ser utilizados para descontaminar sitios, esto fue sugerido hace poco mas de 50 años, pero no hay evidencia de que estos microorganismos realmente puedan crecer utilizando la energía de un enlace de carbono-halógeno.
Tras muchos años de esfuerzos e investigaciones los expertos identificaron que estas bacterias respiradoras de órgano haluros pueden servir como medio de bio remediación y tras muchos años se logro por fin poder trabajar con estos cuerpos microbianos para deshacer la contaminación por PCE y TCE.
Estos microorganismos que utilizan los organohaluros utilizan receptores de electrones en su metabolismo, espiran estas moléculas, como nosotros respiramos oxigeno, posteriormente estos sustituyentes de halógeno se eliminan secuencialmente a partir de una espina dorsal orgánica, todo esto proceso es fascinante ya que convierte a la molécula dañina en una no toxica.
Esta diversidad es filogenéticamente diversa ya que se encuentra en todo el planeta, podrías encontrar en agua dulce como en sedimentos marinos y aun nuevos géneros se siguen descubriendo.
La forma adaptativa que parece gustarle mas para su crecimiento es en comunidades complejas de fermentación y en los ambientes que son ricos en metano, también se encuentran fácilmente en la naturaleza y de igual modo son establecidos en sedimentos y subsuelo. Existen enzimas reductivas de deshalogenasa que requieren varios factores para ayudar a la reacción de descomposición, donde se incluyen variantes de la vitamina B12, estos contienen un átomo de cobalto que es esencial para romper el enlace carbono-halógeno y por estos medios se puede llegar a la descomposición de contaminantes mas pesados o mas tóxicos.
Gracias a todos estudios ha sido posible encontrar soluciones bio-remediadoras que funcionan de acuerdo al medio donde se desarrollan, aunque muchos de estos avances por parte de la industria han dejado grandes cantidades de residuos químicos que son potencialmente contaminantes, pero ahí en donde podrían entrar las soluciones bio-remediadoras.
bien!
Delete
ReplyDeleteE. Anne Edwards (2014) Breathing the unbreathable SCIENCE VOL 346
Andrea Daniela Vargas
Los organohalogenos son compuestos estables, poco solubles en agua y es un compuesto de por lo menos un átomo de carbono enlazado a un halógeno, estos compuestos permanecen un largo tiempo en el ambiente y son acumulables en los sedimentos, tejidos grasos y membranas celulares. También se encuentran en productos de limpieza y pueden ser emitidos por emisiones volcánicas, plantas y también animales, estos compuestos son producidos como hormonas por medio de los microbios y otros organismos, que les funcionan como autodefensa. Hay ciertos organismos que pueden descomponer a los organohalogenos, una investigación informo sobre una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que rompe el enlace carbono-halogeno por medio de PCE y TCE.
Por medio de estas bacterias los lugares abundantes de estos compuestos pueden ser limpiados por medio de bioremediación, esto es permitido debido a que los organismos bioremediadores hacen uso de organohalogenos que aceptan electrones en su metabolismo, y sustituyen la respiración de oxigeno por halógeno.
La diversidad de códigos genéticos en estos organismos son usados en las enzimas que catalizan este procesos, la deshalogenación, la ayuda para lograr dicha reacción se requiere de variantes de vitamina B12 con un átomo de cobalto reactivo que rompe el enlace carbono-halogeno.
Algunos organismos que llevan a cabo dicha reacción como Dehalococoides, son dañados por el oxígeno, por tanto requieren de condiciones anaeróbicas, estos ambientes anaeróbicos son encontrados en sedimentos y en el subsuelo.
Este tipo de compuestos pueden llegar a afectar el medio ambiente y no son atendidos por los costos que esto llega a tener, sin embargo se siguen produciendo de manera rápida por medios ya mencionadosy es posible que con la bioremediación pueda ser más accesible y esto nos muestra una vez más la importancia de los microrganismos y su impacto en el medio ambiente.