Actividad Metabolica

CUARTA PARTE

ACTIVIDAD METABOLICA
UNO DE LOS OBJETIVOS FUNDAMENTALES de la Ecología Microbiana es el estudio de la actividad metabólica de los microorganismos en su ambiente natural o bajo condiciones de laboratorio que intentan simular el ambiente natural. En términos generales, la metodología desarrollada hasta el presente para medir actividad metabólica de microorganismos incluyedeterminaciones de: • • • • • • • • grado de actividad de enzimas específicas (ej. deshidrogenasas, nitrogenasas, reductasas, celulasas, quitinasas y oxigenasas) potencial heterotrófico (incorporación de substratos orgánicos marcados con radioisótopos) razón de crecimiento (estudios de la razón de incorporación de nucleótidos) productividad primaria (sistema botellas claras - obscuras) mineralización(descomposición de materia orgánica a CO2), carga energética (ATP y adenilatos totales) alargamiento de células bacterianas en respuesta a un substrato orgánico que sostiene el crecimiento (Técnica de Kogure) procesos metabólicos especiales (ej. metanogénesis, declorinación de PCB, biotransformación de xenobióticos); los procesos metabólicos se pueden monitorear midiendo la desaparición de un substratoparental o la generación de productos intermediarios o del (los) producto(s) final(es) actividad respiratoria asociada a cadenas de transporte de electrones

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ACTIVIDAD METABOLICA

Actividad respiratoria asociada a la cadena de transporte de electrones: Las variaciones por unidad de tiempo en la actividad respiratoria pueden ser interpretadas como un reflejo de la actividadmetabólica de los microorganismos que residen en determinado hábitat. Aún cuando se han desarrollado varios instrumentos y técnicas para medir actividad respiratoria (ej. respirómetro-Warburg, respirómetro-YSI, microcalorimetría y pruebas bioquímicas para medir actividad de deshidrogenasas) su utilización in situ ha sido limitada. De un lado, el consumo de oxígeno en muchos ecosistemas acuáticos resultaser muy bajo para poder ser detectado, particularmente en ambientes marinos y por otro lado, la utilización del instrumento o técnica requiere de condiciones que difieren de las condiciones ambientales que prevalecen in situ. Más importante aún, los resultados obtenidos por los métodos antes mencionados son el reflejo de medidas macroscópicas (1 cm - 1 mm). Dicha escala de medidas no puede serrelacionada con procesos ejecutados por microorganismos que medimos en una escala mucho más pequeña (micrómetros). El desarrollo reciente de microelectrodos selectivos para oxígeno, óxido nitroso, sulfuro y pH ha permitido estudiar la actividad metabólica de comunidades microbianas in situ. No obstante, esta tecnología aún enfrenta algunos inconvenientes relacionados a su costo inicial, costos deoperación para estudios in situ y a la fragilidad de los microelectrodos. Figura 1:
H N

N 5 R C N

N + N Cl

R

2 + 2H 5 R C

N (2e + 2H + )

R

2 + HCl

3 R

N

N

3 R

SAL TETRAZOLIUM (sal incolora, soluble, oxidada)

FORMAZAN (sal con pigmentación rojiza, insoluble, reducida)

El uso de sales de tetrazolium provee de métodos alternos indirectos para medir actividadrespiratoria asociada a una cadena de transporte de electrones. Dichas sales se conocen desde el 1894, siendo reconocidas inicialmente por su efecto de teñir bacterias. La reducción de una sal de tetrazolium causa la formación de un precipitado insoluble de coloración intensa, conocido con el nombre de formazán (Figura 1). Hoy día su utilización se extiende a: pruebas de viabilidad de semillas,presencia y enumeración de bacterias, pruebas de motilidad bacteriana en agar semisólido y detección de sistemas enzimáticos de deshidrogenasas. Las sales de tetrazolium presentan diferencias en

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grado de solubilidad en grasas, tamaño de los cristales de formazán que generan al reducirse y la rapidez con que se produce la reacción de reducción. En términos generales,...