Pseudomona y la biorremediacion de matrices contaminantes.

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Los microorganismos aislados en suelos poseen actividades de peroxidasas y oxigenasas, que permiten la oxidación de algunas fracciones del petróleo (Rich J, 2000).

La Pseudomona putida es un saprofito del suelo , oportunista, cosmopolita, metabólicamente versátil, por poseer una dioxigenasa inicial, una tolueno dioxigenasa, aunque no presenta la dioxigenasa específica para los PAHs por lo cual es una buena candidata para las aplicaciones biotecnológicas, tales como agricultura, biocatálisis, biorremediación, biocontrol en protección de las plantas y producción de bioplasticos (Daane L, 2001).

La degradación de los alcanos por Pseudomona putida se ha estudiado por secuenciación en el plásmido OCT que codifica una enzima dioxigenasa que convierte alcanos a aldehídos a través del hidroperoxidasa del n-alkyl sin un intermediario del alcohol, conocido como la vía de Finnerty.

La Pseudomonas fluorescens es degradadora de naftaleno y fenantreno, ventaja que tiene frente a las otras Pseudomonas, que solo metabolizan naftaleno y asfaltenos (Rockne K, 2000).

Una manera de lograr dicha degradación, bajo condiciones de clima tropical, sería el aprovechamiento de la microflora del suelo (Atlas, 2002).

La tasa de degradación de las moléculas orgánicas depende básicamente de su estructura química. La biodegradabilidad disminuye con la reducción del tamaño de la cadena; y las formas insaturadas son menos biodegradables que las saturadas, de la misma forma que las cadenas ramificadas en relación a las lineales y las cíclicas en relación a las abiertas (Benavides & G. Quintero, 20006)

La población de Alcaligenes registra un comportamiento exponencial, lo que hace pensar que manteniendo los niveles de sustrato rico en carbono en el suelo, se alcanzaría en cualquier momento una población elevada lo cual garantizaría la degradación de los componentes orgánicos dispuestos en el suelo. Resultados similares obtuvieron (Díaz Borrego & J. Dupontt, 2005.) quienes trabajaron con Pseudomonas spp. y Alcaligenes en sustratos formados por Antraceno y Naftaleno, sin suelo.

Orientados en el mismo objetivo, (Bracho & Luz., 2004), aislaron 37 cepas bacterianas capaces de degradar hidrocarburos aromáticos, entre ellas bacterias del género Pseudomonas spp. y Alcaligenes, y lograron la degradación total de hidrocarburos aromáticos policíclicos como el naftaleno y el antraceno y en un 78,57% se degradó el fenantreno.

Otro trabajo basado en la biorremediación de un oxisol de la India contaminado por gasolina y emplearon restos de cosecha como abono a fin de estimular a microflora autóctona, sobre todo el género Pseudomona con tiempo de duración de 90 días en el que lograron hasta 80 % de degradación de los componentes aromáticos en el suelo (Rahman & Thahira., 2002).

Por otro lado, (Xiaojun & Xin., 2008), trabajaron sobre degradación de hidrocarburos policíclicos aromáticos en un suelo limoso (63% de limo), empleando combinaciones de hongos y bacterias y poblaciones aisladas de bacterias, obteniendo mayor degradación con el uso de bacterias, registrando un mayor % de degradación el benceno y el antraceno (64,5% y 84,5%) respectivamente. (Díaz Borrego & J. Dupontt, 2005.) estudiaron en condiciones de laboratorio, usando bacterias del género Pseudomonas, Bacillus, etc., la degradación de hidrocarburos saturados del petróleo, en medios y sustratos minerales y obtuvieron que los hidrocarburos alifáticos o saturados fueron degradado (Cunningham C, 2000)s totalmente y los aromáticos apenas alcanzó un 12,5% de degradación y los hidrocarburos totales un 40,5% de degradación.

Factores bióticos

Suelo

El suelo está formado por una cubierta superficial llamada corteza terrestre o litosfera, que es la capa más delgada de las que forman la tierra y constituye un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y biológicos. Uno de esos componentes son los minerales, que se forman por la meteorización de las rocas, de materia orgánica, como el humus y la biomasa viva y muerta, de gas y de agua. Todos ellos desempeñan funciones naturales como la descomposición de productos vegetales o la biodegradación de ciertos componentes que lo contaminan por medio de procesos metabólicos que llevan a cabo los microorganismos (Marc., 2005).

Capacidad metabólica del microorganismo

En el proceso de biorremediación la degradación efectuada por la Pseudomonas spp, se debe tener en cuenta que al ser parte de una población nativa, está interactuando con otros microorganismos formando los llamados consorcios microbianos. En este se establecen procesos simbióticos (Rojas J, 2005) como el de Arthrobacter y Pseudomonas spp para la degradación del fluoreno, sin la acumulación de 9-fluorenona, metabolito de oxidación intermedia, o de comensalismo con un cultivo mixto de Rhodococcus erythopolis, Bacillus cereus y Pseudomonas fluorescens para biodegradar hidrocarburos poliaromáticos.

Se ha estudiado la producción en la fase estacionaria de biosurfactantes o tensoactivos por parte de la Pseudomonas aeruginosa cuyo papel en la biorremediación es de solubilizar los compuestos hidrofóbicos (Nelson KE, 2002). El proceso de biorremediación se inicia con la oxidación del anillo aromático mediante la incorporación de dos átomos de oxígeno catalizado por una dioxigenasa (Daane LL, 2001).

Nutrientes

Los nutrientes son uno de los factores más relevantes por ser sustancias químicas necesarias para la actividad microbiana y metabólica de la Pseudomonas spp, por lo que estos constituyentes se deben encontrar disponibles para su asimilación y síntesis, y deben ser controlados para aumentar la eficiencia y el buen desarrollo de la biorremediación. Se dividen en dos grandes grupos: macronutrientes y micronutrientes (Marc., 2005).

Los macronutrientes de mayor importancia metabólica se encuentran; el carbono (C) en este caso los hidrocarburos como contaminantes proporcionan la energía necesaria para la fabricación de compuestos celulares y productos metabólicos (dióxido de carbono, agua, enzimas); el Nitrógeno (N), elemento necesario para la producción de aminoácidos, proteínas, enzimas, ácidos nucleicos y otros constituyentes celulares. En ocasiones la utilización de estos nutrientes es rápida, los suelos no alcanzan a cubrir todas las necesidades, siendo un factor limitante para la degradación microbiana, por lo cual se incorpora fertilizantes de uso agrícola como urea o sulfato