Quimotrofos: características e tipos

Os quimiotróficas ou quimiossintética são um grupo de organismos a sobreviver reduzidas compostos inorgânicos utilizados como uma matéria-prima, a partir do qual derivam energia para depois utilizar -lo no metabolismo respiratório.

Essa propriedade de que esses microorganismos precisam obter energia de compostos muito simples para gerar compostos complexos também é conhecida como quimiossíntese, portanto, às vezes, esses organismos também são chamados quimossintéticos.

Quimotrofos: características e tipos 1

Nitrobacter é um gênero de bactérias quimiotróficas

Outra característica importante é que esses microrganismos se distinguem dos demais por crescerem em meios estritamente minerais e sem luz; portanto, às vezes são chamados quimiolitotróficos.

Caracteristicas

Habitat

Quimotrofos: características e tipos 2

Fontes termais, habitat de bactérias quimiossintéticas

Essas bactérias vivem onde a luz solar penetra menos de 1%, ou seja, elas se desenvolvem no escuro, quase sempre na presença de oxigênio.

No entanto, o local ideal para o desenvolvimento de bactérias quimiossintéticas são as camadas de transição entre condições aeróbias e anaeróbicas.

Os locais mais comuns são: sedimentos profundos, os arredores de relevos subaquáticos ou em elevações subaquáticas localizadas na parte central dos oceanos, conhecidas como cordilheiras no meio do oceano.

Essas bactérias são treinadas para sobreviver em ambientes com condições extremas. Nesses locais, pode haver fontes hidrotermais onde a água quente flui ou até o fluxo de magma.

Função no meio ambiente

Esses microrganismos são essenciais no ecossistema, pois transformam os produtos químicos tóxicos que emanam desses respiradouros em alimentos e energia.

É por isso que os organismos quimiossintéticos desempenham um papel fundamental na recuperação de alimentos minerais e também resgatam energia que, em outro caso, seria perdida.

Ou seja, eles favorecem a manutenção da cadeia alimentar ou da cadeia alimentar.

Isso significa que eles promovem a transferência de nutrientes através das diferentes espécies de uma comunidade biológica, na qual cada um se alimenta do precedente e é o alimento do próximo, o que ajuda a manter um ecossistema em equilíbrio.

Essas bactérias também contribuem para o resgate ou melhoria de alguns ambientes ecológicos contaminados por acidentes.Por exemplo, em áreas de derramamento de óleo, ou seja, nesses casos, essas bactérias ajudam o tratamento de resíduos tóxicos para torná-los compostos mais inofensivos.

Classificação

Organismos quimiossintéticos ou quimiotróficos são classificados em quimioautotróficos e quimio-heterotróficos.

Quimioutotróficos

Eles usam CO 2 como fonte de carbono, sendo assimilados pela ciclovia de Calvin e convertidos em componentes celulares.

Além disso, obter energia a partir da oxidação de compostos reduzidos inorgânicos simples, por exemplo: amoníaco (NH 3 ), di-hidrogenofosfato de (H 2 ), dióxido de azoto (NO 2 ), sulfureto de hidrogénio (H 2 S), enxofre (S), trióxido de enxofre (S 2 O 3 ) ou de iões de ferro (Fe 2 + ).

Ou seja, o ATP é gerado pela fosforilação oxidativa durante a oxidação da fonte inorgânica.Portanto, são auto-suficientes, não precisam de outro ser vivo para sobreviver.

Quimio-heterotróficos

Ao contrário dos anteriores, eles obtêm energia através da oxidação de moléculas orgânicas reduzidas complexas, como glicose através da glicólise, triglicerídeos via oxidação beta e aminoácidos via desaminação oxidativa. Desta forma, eles obtêm moléculas de ATP.

Por outro lado, os organismos quimio-heterotróficos não podem usar o CO 2 como fonte de carbono, assim como os organismos quimio-autotróficos .

Tipos de bactérias quimiotrópicas

Bactérias incolores de enxofre

Como o nome indica, são bactérias que oxidam o enxofre ou seus derivados reduzidos.

Essas bactérias são estritamente aeróbicas e são responsáveis ​​por transformar o sulfeto de hidrogênio que ocorre na decomposição da matéria orgânica, para convertê-lo em sulfato (SO 4 -2 ), um composto que será finalmente utilizado pelas plantas.

O sulfato acidifica o solo a um pH aproximado de 2, porque os prótons do H + se acumulam e o ácido sulfúrico é formado.

Esse recurso é usado por certos setores da economia, especialmente na agricultura, onde eles podem corrigir solos extremamente alcalinos.

Isso é feito introduzindo enxofre em pó no solo, para que as bactérias especializadas presentes (sulfobactérias) oxidem o enxofre e, assim, equilibrem o pH do solo em valores adequados para a agricultura.

Todas as espécies quimiolitotróficas que oxidam o enxofre são gram-negativas e pertencem ao filo Proteobacteria. Um exemplo de bactéria que oxida o enxofre é o Acidithiobacillus thiooxidans.

Algumas bactérias podem acumular enxofre elementar insolúvel (S ) na forma de grânulos dentro da célula, para serem usadas quando as fontes externas de enxofre se esgotarem.

Bactérias nitrogenadas

Nesse caso, as bactérias oxidam compostos de nitrogênio reduzido. Existem dois tipos de bactérias nitrosantes e agentes nitrificantes.

Os primeiros são capazes de oxidar amônia (NH3), que são gerados a partir da decomposição da matéria orgânica para transformá-la em nitritos (NO 2 ), e os últimos transformam nitritos em nitratos (NO 3 ), compostos utilizáveis ​​pelas plantas .

Como exemplos de bactérias nitrosantes é o gênero Nitrosomonas e como bactérias nitrificantes é o gênero Nitrobacter.

Bactérias de ferro

Essas bactérias são acidofílicas, ou seja, requerem um pH ácido para sobreviver, pois a pH neutro ou alcalino os compostos ferrosos oxidam espontaneamente, sem a necessidade da presença dessas bactérias.

Portanto, para que essas bactérias oxidem o ferro ferroso (Fe 2+ ) em compostos férricos (Fe 3+ ), o pH do meio deve ser necessariamente ácido.

Deve-se notar que as bactérias do ferro gastam a maior parte do ATP produzido nas reações do transporte inverso do elétron, para obter o poder redutor necessário na fixação do CO 2 .

É por isso que essas bactérias precisam oxidar grandes quantidades de Fe +2 para se desenvolver, porque pouca energia é liberada no processo de oxidação.

Exemplo: As bactérias Acidithiobacillus ferrooxidans transformam o carbonato de ferro presente em águas ácidas que fluem pelas minas de carvão em óxido de ferro.

Todas as espécies quimiolitotróficas que oxidam o ferro são gram-negativas e pertencem ao filo Proteobacteria.

Por outro lado, todas as espécies que oxidam ferro também são capazes de oxidar enxofre, mas não vice-versa.

Bactérias de hidrogênio

Estas bactérias utilizam como fonte de energia para a produção de hidrogénio molecular e matéria orgânica usando CO 2 como uma fonte de carbono. Essas bactérias são quimioautotróficas facultativas.

Eles são encontrados principalmente em vulcões. O níquel é essencial em seu habitat, uma vez que todas as hidrogenases contêm esse composto como um cofator de metal. Essas bactérias não possuem uma membrana interna.

Em seu metabolismo, o hidrogênio é incorporado a uma hidrogenase da membrana plasmática que transloca prótons no exterior.

Dessa maneira, o hidrogênio externo passa para o interior agindo como uma hidrogenase interna, convertendo NAD + em NADH, que juntamente com o dióxido de carbono e o ATP passam para o ciclo de Calvin.

As bactérias Hydrogenomonas também são capazes de usar um certo número de compostos orgânicos como fontes de energia.

Referências

  1. Prescott, Harley e Klein Microbiology, 7a ed. McGraw-Hill Interamerican 2007, Madri.
  2. Colaboradores da Wikipedia, «Quimotrofista» , Wikipedia, A Enciclopédia Livre, en.wikipedia.org
  3. Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Microbiologia médica, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
  4. González M, González N. Manual de Microbiologia Médica. 2ª edição, Venezuela: Gerenciamento de mídia e publicações da Universidade de Carabobo; 2011
  5. Jimeno, A. & Ballesteros, M. 2009. Biology 2 . Grupo Promotor Santillana. ISBN 974-84-7918-349-3

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