Microorganismos extremófilos

MiL0 · 10-09-2010 , 15:11:02

Los extremófilos (amantes de las condiciones extremas) son microorganismos que viven en condiciones extremas, entendiéndose por tales aquellas que son muy diferentes a las que nosotros vivimos. Estos organismos cuentan con enzimas (catalizadores biológicos) que ayudan a les a funcionar en las circunstancias extremas de su entorno. Estos catalizadores sintéticos o enzimas, que son proteínas y que aceleran las reacciones químicas sin alterarse, permanecen activos cuando otras fallan ante condiciones extremas, eliminando la necesidad potencial de ciertas precauciones, aumentando así su eficacia. Las enzimas se emplean en aplicaciones que van desde la producción de edulcorantes y "ablandado" de pantalones vaqueros a la identificación genética de delincuentes y el diagnóstico de enfermedades infecciosas y genéticas.

10 Sep 2010 | CIENCIAPOPULAR.COM

Según su condición más extrema, se pueden clasificar en:

• Termófilos: A medida que la temperatura ambiente aumenta, la velocidad a que se desarrollan las reacciones enzimáticas aumenta de forma proporcional, lo que implica un desarrollo más rápido del organismo. Esto sucede hasta llegar a una temperatura máxima, por encima de la cual ciertos componentes de la célula comienzan a degradarse de forma irreversible, cesando el crecimiento y sobreviniendo la muerte celular. Los hipertermófilos como el Sulfolobus acidocaldarius se desarrollan en temperaturas por encima de los 85º C. El más resistente al calor de estos microbios es el Pyrolobus fumarii que crece en las paredes de las fumarolas hidrotermales submarinas. Se reproduce mejor en ambientes de 105º C y se puede multiplicar en temperaturas de hasta 113º C. Curiosamente, deja de crecer a temperaturas por debajo de 90º C

• Psicrófilo: Se desarrollan en ambientes con temperaturas en torno a los 0º C, siempre que el agua se encuentre en estado líquido, gracias a que evitan la formación de cristales de hielo en su interior. Chlamydomonas nivalis es un alga microscópica que aparece en zonas de nieve dándole a ésta un intenso color verde o rojo. Esto es así porque vive en el interior de las capas de nieve en estado vegetativo (verde) y cuando las condiciones se vuelven imposibles, esporula en grandes cantidades y sus esporas son de color rojo. La Polaromonas vacuolata cuenta con una temperatura óptima para el crecimiento de 4º C.

Algunos psicrófilos hallados por investigadores en un túnel de Alaska volvieron a la vida una vez que se derritió el hielo que los rodeaba. Estas bacterias habían soportado estar congeladas durante 32.000 años y pudieron regresar a la vida "como si nada hubiera sucedido" a medida que se descongelaban.

• Barófilos: son seres vivos que se desarrollan en ambientes con presión muy alta. Un ejemplo es el que se da en bacterias que habitan las fumarolas o brechas de la corteza terrestre en el suelo marino, a miles de metros de profundidad. Extraen su energía del sulfato de hidrógeno y de otras moléculas que emergen del suelo marino mediante la quimiosíntesis, que no requiere de la luz.

Tal como las plantas, las bacterias utilizan su energía para elaborar azúcares a partir de dióxido de carbono y agua. Los azúcares les proveen combustible y materia prima para el resto de las actividades de los microbios, que, a su vez, sirven de alimento a camarones, gusanos tubulares, almejas, peces, cangrejos y pulpos.

Todos ellos están adaptados a un ambiente extremo de oscuridad total; temperatura del agua variando entre 2° y 400° C (en las bocas de las fumarolas) y presiones cientos de veces superiores que las de la superficie del mar; además de altas concentraciones de sulfatos y otros elementos nocivos.

• Alcalófilos: Se desarrollan en ambientes tan alcalinos (básicos) que parecen un detergente concentrado, y suelen estar asociados a sedimentos con una alta concentración de metano, recordando a lugares como Marte, los cometas, o las lunas heladas de Júpiter o Saturno.

• Radiófilos: Soportan gran cantidad de radiación, como un hongo negro que vive en las paredes de Chernobyl, o como la bacteria Deinococcus radiodurans. descubierta a 3,2 kilómetros de profundidad, asentadas en rocas de uranio, de manera que se alimentaban de su radiación, además de elementos químicos similares a la lejía y de la roca sólida de su entorno.

• Metanógenos: son capaces de generar metano (CH4), un gas combustible, en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno). Estos organismos viven en el fondo de depósitos acuáticos y en el rumen de algunos mamíferos herbívoros (rumiantes).

• Halófilos: Se desarrollan en ambientes hipersalinos, como las del género Halobacterium, que viven en entornos como el Mar Muerto y tienen forma cuadrada. En organismos normales, la sal hace que mueran por deshidratación debido a la ósmosis. Si el entorno es salino, con mucha concentración de sales, el agua del interior de las células tiende a salir hacia su exterior. Es decir, se desecan y mueren. Los halófilos cuentan con mecanismos que albergan en el interior de sus tejidos concentraciones de un soluto, compatible a las sales, mayores que en el exterior. Así, el agua penetra por ósmosis.

• Anhidrobiosis: Viven en ausencia de agua. Ejemplo es el Selaginella lepidophylla.

• Xerófilos: estos organismos se desarrollan en ambientes con muy baja humedad. En el desierto de Atacama y a una altura de 5.800 metros se ha localizado en el volcán Socompa una comunidad de microorganismos que viven gracias al dióxido de carbono (CO2), agua y metano que les proporcionan las fumarolas volcánicas.

• Acidófilos: Se desarrollan en ambientes de alta acidez, como el Picrophilus. En California, se han descubrierto microbios increíblemente diminutos que viven cómodamente en un nivel de pH tan bajo como 0,5, equivalente al ácido de una batería, en el drenaje de las minas.

Aplicaciones Prácticas de los Extremófilos

Los polisacáridos bacterianos pueden ser utilizados como espesantes, emulgentes o como principios activos válidos para diversos tipos de industria, como por ejemplo la alimentaria,la farmacéutica y la cosmética.Las bacterias halófilas, por otro lado, tienen un interés industrial, sobre todo en el mundo de los detergentes. Por ejemplo, las proteasas y las lipasas son dos enzimas que el grupo de la Hispalense pretende caracterizar, y ambas son muy importantes para la mejora de los efectos de los detergentes, ya que la lipasa sirve para eliminar mejor las manchas de grasa, y la proteasa para eliminar las manchas de proveniencia proteica.

En los años 70, Thomas Brock, encontró en una fuente termal del Parque Nacional de Yellowstone la bacteria Thermus aquaticus. Su resistencia al calor permitió la creación de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Este sistema permite hacer copias de ADN, fundamental para el desarrollo de la investigación biológica y genética (por ejemplo, para detectar genes de cáncer), el diagnóstico médico o los análisis forenses. Las enzimas resistentes al calor (termófilas) se han usado para obtener ciclodextrinas a partir del maíz, lo que ha permitido estabilizar sustancias volátiles, mejorar la toma de medicamentos y enmascarar olores desagradables.

Los organismos psicrófilos han dado lugar a mejoras en sectores relacionados con el frío, como las industrias del procesado de alimentos, los fabricantes de perfumes y fragancias o los de detergentes para lavado en frío. Los acidófilos permiten mejorar la digestibilidad de granos en el estómago de los animales, encontrándose de forma natural en yogures y otros alimentos. Los alcalófilos similares a la lejía, se emplean para fabricar detergentes o para producir prendas vaqueras "al lavado de piedra". Los halófilos, propios de ambientes hipersalinos, se utilizan para aumentar la cantidad de crudo extraído de los yacimientos petroleros.

La habilidad de la vida de aprovechar estos tipos de energía geotérmica, genera interesantes posibilidades en otros mundos, como la luna Europa de Júpiter, que probablemente alberga agua líquida bajo su superficie de hielo. Europa es estrujada y estirada por fuerzas gravitacionales de Júpiter y los demás satélites galileanos. Es posible que la fricción de las mareas, caliente el interior de Europa lo suficiente como para mantener lo que podría ser el océano de agua líquida más grande del Sistema Solar.

La protoglobina (una forma primitiva de hemoglobina), hallada en el extremófilo Aeropyrum pernix, se apunta como un posible apoyo para la creación de sangre artificial.

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