Bioremediación de aguas contaminadas con metales pesados


Biorremediación de aguas contaminadas con metales pesados















Bengoa Sofía
Soto Ariadna
Biotecnología de medicamentos y alimentos. 2013
OBJETIVOS GENERALES
La polución con metales pesados es un problema de preocupación creciente. Metales pesados refiere a cualquier elemento químico metálico que tenga una relativa alta densidad y sea tóxico o venenoso enconcentraciones bajas. Los ejemplos de metales pesados incluyen el mercurio (Hg), cadmio (Cd) el arsénico (As), el cromo (Cr), el talio (Tl), y el plomo (Pb).Los metales pesados son componentes naturales de la corteza de tierra. No pueden ser degradados o ser destruidos [1]. La explotación de las practicas como producción industrial, mayoritariamente en sectores de producción de energía como baterías,galvanoplastia, electrolisis, trabajo del plomo; minería; y agricultura dieron origen a contaminación de las reservas de agua con iones metálicos. Los metales pesados pueden ser dañinos tanto para humanos como para el medio ambiente entero. Son peligrosos porque tienden a bioacumularse. La bioacumulación significa un aumento en la concentración de un producto químico en un organismo biológico enun cierto plazo, comparada a la concentración del producto químico en el ambiente. Por esta razón es importante desarrollar tratamientos efectivos y confiables para su remoción. Muchos procesos han sido utilizados para ello, esto incluye oxidación y reducción, precipitación química, filtración, evaporación intercambio iónico y osmosis reversa. En su mayoría presentaron dificultades, entre ellassu costo. En este contexto el uso de herramientas biotecnológicas puede presentar una buena alternativa. Nuestro proyecto plantea la utilización de microorganismos genéticamente modificados e inmovilizados para la decontaminación de los metales níquel, cobalto, cobre y plomo presentes en las aguas residuales.






RELEVANCIA DEL PROBLEMA
Se han descripto resistencia a metales pesados enbacterias como Escheriquia coli, en este y otros casos los genes que confieren esa resistencia se encontraron en plásmidos.  Varias beta-proteobacterias aisladas de sitios contaminados presentaron altos niveles de resistencia a metales pesados, entre ellos Cupriavidus metallidurans cepa CH34. Esta bacteria, gram negativa, chemoheterotrófica o chemolitotrófica, facultativa hidrogenotrófico,múltiple metalo-resistente fue aislada de los barros de decantación de un tanque de zinc en Bélgica contaminado con varios [6]. El genoma de Cupriavidus se encuentra totalmente secuenciada compuesto por un cromosoma de 3,9Mb, un megaplásmido de 2,6Mb y dos plásmidos pMOL28 (171kb) y pMOL30 (234kb) [7]. Se vio estos plásmidos están involucrados en la resistencia a una amplia variedad de metales pesado.En particular el plásmido pMOL28 está asociado a la resistencia frente a níquel, cobalto, cromatos y mercurio, mientras que el pMOL30 se lo asocia a resistencias frente a plata, cadmio, cobalto, cubre, mercurio, plomo y zinc.
La homeostasis de los iones metálicos en bacterias consta principalmente de tres tipos de genes (figura 2), los transportadores de metales que permiten el paso de estosiones a través de la membrana plasmática, las metalo-chaperonas que participan en el movimiento intracelular de los iones metálicos y los reguladores metálicos que codifican para poteínas que regulan genes de la homeostasis de los metales [8].

Figura 2
A partir de la secuenciación se encontraron muchos genes relacionados con familias génicas ya conocidas como los cnr, chr, y mer, en el plásmidopMOL28, u otros como czc,pbr,mer,sil and cop, en el plásmido pMOL30. Los mecanismos de resistencia incluyen transportadores de diferentes tipos como transportadores  del tipo RDN, son trimericos (czcCBA, cnrCBA, silCBA), facilitadores de la difusión de cationes o CDF (czcD, cntT), y ATPasa tipo P, un tipo de transportador  (pbrA, copF y czcP). [7]
Están descriptos los mecanismos de acción de las...