El Uso de Los Microorganismos, Enzimas y Otros Componentes Celulares para Degradación de Contaminantes
La bioremediación es una rama de la biotecnología que ha ganado mucha importancia en los últimos años. Se trata de utilizar microorganismos, enzimas u otros componentes celulares para degradar contaminantes en el medio ambiental.
Cuando hablamos de contaminación ambiental, nos referimos a cualquier alteración que deteriore física, química y biológicamente a calidad del mismo. Se ha empleado una serie de estrategias o métodos en os que los microorganismos transforman compuestos tóxicos como pesticidas, metales pesados y contaminación con fenoles.
El fenol o hidroxibenceno es un compuesto orgánico que contiene un grupo hidroxilo unido a un anillo de benceno C6H5 y es clasificado como un alcohol. Es decir, es un compuesto aromático. El fenol se forma de forma natural como resultado de procesos naturales e biosíntesis de plantas o por descomposición de materia orgánica.
Algunos compuestos son abundantes en la naturaleza y están asociados a color de las flores, frutas y en algunos aminoácidos. Sin embargo, otros son sintetizados por el ser humano. Este compuesto es utilizado en muchas industrias para producir plástico policarbonato, pesticidas, insecticida, explosivos, tintes, producción textil, medicamentos, perfumes, entre otras. Estos compuestos son conocidos por su alta toxicidad a corto y a largo plazo en animales y humanos.
Los fenoles actúan como carcinógenos los cuales causan daño a los glóbulos rojos y al hígado. A presencia de fenoles en los ecosistemas están relacionados a la producción y degradación de pesticidas, emisión de gases de la combustión de gasolina de los vehículos de motor y por aguas residuales domesticas o industriales. Por tanto, es importante reducir sus concentraciones en del ambiente por medio de la bioremediacion.
Muchos microorganismos son capaces de degradar de fenol usando rutas aeróbicas o anaeróbicas. Se ha identificado que la enzima fenol hiroxilasa participa en la ruta aeróbica de degradación de fenol.
Esta enzima cataliza a conversión de fenol a catecol. En esta ruta, la enzima fenol hydroxilasa usa oxigeno para catalizar la adicion de un segundo grupo OH en la posición ortho del otro grupo hidroxilo. Esta reacción necesita NADH2 y, como resultado, se obtiene 1,2 dihidroxibenceno (catecol). La degradación de catecol puede ocurrir en dos rutas: la ruta ortho b, en la cual el anillo aromatico es cortado entre los hidroxilos por la enzima catecol 1,2 dioxinasa y su producto pasa a ser un intermediario del ciclo de Krebbs. La otra ruta es la meta. En esta, ocurre una fision del anillo, cercano a los OH del catecol. La enzima catecol 2,3 dioxigenasa transforma el catecol a 2-hidroximuconico semialdehidolo cual también pasa a ser un intermediario en el ciclo de krebbs.
Se ha encontrado que existe una gran diversidad de fenol hidroxilasa dentro de los microorganismos. Ejemplo de estos son las pseudomonas. Las pseudomonas son un genero de bacterias gram negativo que han sido identificadas por sus capacidades de degradar compuestos toxicos como metales pesados, pesticidas, fenol, entre otros. Otros organismos con capacidad de degradar fenoles son los acinetobacter.
Por tanto, se seleccionara el gen fenol hidroxilasa para analizar y comparar las secuencias de este gen en distintos organismos capaces de degradar este compuesto. Se seleccionaran varias especies de pseudomonas, las cuales serán analizadas en CLustal W. A estas secuencias se les realizara un análisis filogenético y se construirá un árbol filogenético para visualizar la evolución del gen y su divergencia en los distintos organismos. Luego de esto, se alinearan las secuencias para generar un primer universal para 20 organismos.
