Fundamento
La columna de Winogradsky es una demostración clásica de cómo los microorganismos ocupan "microespacios" altamente específicos de acuerdo con sus tolerancias medioambientales y sus necesidades vitales (requerimientos de carbono y energía) y que, además, ilustra cómo diferentes microorganismos desarrollan sus ciclos, y la interdependencia que llega a existir entre ellos (las actividades de un microorganismo permite crecer a otro y viceversa). Esta columna es un sistema completo y autónomo de reciclamiento, mantenido sólo por la energía de la luz.
2.Reducción asimilativa de sulfato
Es el proceso mediante el cual una gran variedad de organismos vivos (plantas superiores, algas, hongos y procariotas) utilizan sulfato como fuente de azufre para la biosíntesis de compuestos organosulfurados (amino ácidos [metionina, cisteina], vitaminas [biotina], coenzimos [coenzimo-A].
Cabe señalar, que los organismos arriba mencionados pueden utilizar también metionina y cisteina como fuente de azufre.
1. Reducción de SO4-2
La reducción de sulfato a sulfuro de hidrógeno requiere de la inversión de 8 electrones.
SO4 = + 8e- + H+ H2S + 2H2O + 2OH
Dicho proceso ocurre en varias etapas, dada la relativamente alta estabilidad de la molécula de SO4 =. Al describir los eventos bioquímicos que se producen en la reducción de sulfato es importante hacer una distinción entre la reducción asimilativa y la reducción disimilativa del sulfato
CICLO REDOX DEL AZUFRE
Comportamiento del "S" en ambientes acuáticos
Depósitos de azufre en la naturaleza
Los depósitos de azufre más abundantes se encuentran en sedimentos y rocas en forma de minerales sulfatados (yeso, CaSO4) y minerales sulfurados (pirita de hierro, FeS2), este no metal también se encuentra en forma elemental en forma rocosa en zonas volcánicas.
Sin embargo, es propio señalar que la fuente primaria de azufre para la biosfera se encuentra en los océanos en forma de sulfato inorgánico.
3. Reducción disimilativa de sulfato
Es un patrón de respiración anaerobia que consiste en la habilidad de algunos microorganismos procariotas para utilizar sulfato como aceptor final en cadenas de transporte de electrones que generan energía.
Dicho grupo lo componen bacterias anaerobias estrictas conocidas como bacterias reductoras de sulfato. Estas se han dividido en dos grupos fisiológicos: bacterias oxidante de acetato y las bacterias no-oxidantes de acetato
ASPECTO MICROBIOLOGICO
Bacterias reductoras de azufre.
Son las bacterias que tienen la facultad de reducir sulfato, sulfito o tiosulfato de manera no asimilatoria, utilizándolos como aceptores de electrones, produciendo como desecho metabólico ácido sulfhídrico.
Zona aerobia
La parte superior de la columna de agua puede contener abundantes poblaciones de bacterias de diferentes tipos. Suelen ser flagelados, lo que les permite moverse y establecerse en nuevas áreas. Puede desarrollarse también microorganismos fototróficos variados procedentes directamente del agua o del barro utilizados originalmente en el montaje de la columna. La superficie del barro puede presentar en esta zona un ligero color castaño. Esta es la parte de la columna más rica en oxígeno y más pobre en azufre.
Sin embargo, también aquí llegarán por difusión, procedentes del barro de zonas inferiores, ciertas cantidades de SH2 que será oxidado a sulfato por bacterias que oxidan azufre. Estas bacterias obtienen energía oxidando el SH2 a azufre elemental y sintetizan su propia materia orgánica a partir de CO2. Por esto se les llama quimoautótrofas
Zona anaerobia
Hay dos tipos de organismos que pueden crecer en condiciones anaerobias: los que fermentan la materia orgánica o los que realizan la respiración anaerobia . Algunas bacterias, por ejemplo, utilizan nitratos o iones sulfato en vez del oxígeno
En el fondo de la columna, dependiendo del tipo de barro utilizado, puede aparecer una capa de color rosado formada por bacterias púrpura del azufre portadoras de vesículas de gas. Una especie característica es Amoebobacter.
En esta misma zona, en condiciones estrictamente anaerobias al cabo de unas semanas, y utilizando la carga de celulosa aportada por los restos de papel incorporados en el sedimento como fuente primaria para su metabolismo, aparecen las bacterias del género Clostridium.
Referencias
http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p3-azufre.pdf.
http://www.florgarcia.com/wp-content/uploads/2011/11/CICLOS_BIOGEOQUIMICOS.pdf.
Ejemplos de algunos géneros de bacterias
1. GÉNEROS Desulfovibrio, Desulfomonas, Desulfomaculum, Desulfobulbus
Utilizan fundamentalmente lactato, piruvato y etanol como fuente de energía y de carbono, reduciendo el sulfato a sulfuro de hidrógeno.
2. GÉNEROS Desulfobacter, Desulfococcus,Desulfosarcina y Desulfonema.
Estan particularmente especializados en la oxidación de acetato, reduciendo el sulfato a sulfuro
Bacterias reductoras de azufre.
Columnas de Winogradsky
Sulfuro de hidrógeno
Las bacterias reductoras de SO4-2 son los principales responsables de la generación de H2S bajo condiciones anaerobias. El sulfato que llega a los sedimentos es reducido por bacterias reductoras de sulfato, las cuales lo utilizan como aceptor de electrones en la oxidación de materia orgánica (respiración anaerobia).
Toxicidad para aerobios
El H2S es un inhibidor competitivo para la hemoglobina, y a que se puede acoplar al sitio de ligamiento del oxígeno, impidiendo así el transporte normal de oxígeno
INTRODUCCION.
El azufre es abundante en la corteza terrestre. Se encuentra como: azufre elemental, sulfuros minerales, sulfatos, H2S en el gas natural y como azufre orgánico en aceites combustibles y carbón.
El ciclo biogeoquímico del azufre puede presentar transformaciones por vías bióticas como abióticas. No obstante, aún cuando, el azufre existe en varios estados de oxidación ,sólo compuestos sulfurados con número de oxidación: -2 [H2S, FeS, ],0 [S°] y +6 [SO4] se encuentran en la naturaleza.
CICLO DEL AZUFRE
MICROBIOLOGIA II
MARQUEZ BUSTOS XOCHITL
ROCHE SANCHEZ GUSTAVO
GRANADOS CERVANTES DULCE ALONDRA
GUERRERO PEREZ JACOBO EDUARDO
ESTADOS DE OXIDACION DEL AZUFRE.
Los compuestos con número de oxidación: -2, 0 y +6 son los que se encuentran la naturaleza.
Organosulfurado este es producido mayormente en ambientes marinos como producto de degradación del propionato-dimetilsulfonio en algas marinas.
Introducción
Estados de oxidación del azufre
Sulfuro de Hidrogeno ( H2S)
Depósitos de azufre en la naturaleza
Comportamiento del azufre en ambientes acuáticos.
Ciclo redox del azufre
Aspecto microbiológico
Columnas de Winogradsky
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