ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

UNIDAD DE NIVELACIÓN

CICLO DE NIVELACIÓN: SEPTIEMBRE 2012 / FEBRERO 2013

MÓDULO DE INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN

TEMA: BIODEGRADACIÓN BIOLÓGICA DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES POR HONGOS DE LA PODREDUMBRE BLANCA

1.- DATOS INFORMATIVOS

- NOMBRES Y APELLIDOS: Lady Helen Carvajal Aldás

- DIRECCIÓN DOMICILIARIA: Ambato, Miñarica I, Calle García Lorca 02

- TELÉFONO: 2-41-37-45 CELULAR: 0987631649

- MAIL: lady_helen-c@hotmail.com

- FECHA: Noviembre 8 de 2012

Riobamba – Ecuador

DEGRADACIÓN BIOLÓGICA DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES POR HONGOS DE LA PODREDUMBRE BLANCA

JUSTIFICACIÓN

Con el trabajo realizado espero lograr ampliar mis conocimientos acerca de los métodos y los microorganismos que actúan en el medio ambiente para poder mejorarlo y así tener la información adecuada para poder comunicar a las personas acerca de todos los beneficio que tienen algunos microorganismos para degradar los contaminantes orgánicos persistentes en nuestro ecosistema, los cuales afectan cada vez mas a la salud de todas las especies tanto animales como vegetales.

La información que conozco acerca de este tema es lo apto para poder realizar la síntesis, puesto que conozco acerca de la contaminación que es producto de varios factores tanto físicos como también químicos que pueden dañar a la salud de los seres vivos, estos constan a los animales y vegetales. Conjuntamente tengo información de algunos compuestos inorgánicos como son los plaguicidas que son sustancias químicas que se utilizan para repeler a los insectos y se utiliza frecuentemente en la agricultura.

Por el contrario lo que desconozco de este artículo son los microorganismos empleados para realizar esta investigación, el significado de COPs (contaminantes orgánicos persistentes), acerca de los bifenilos policlorados, y también acerca de las enzimas ligninolíticas, lo que desconozco igualmente son acerca de los Dicloro-difenil-tricloroetano (DDT) que son y similarmente que utilidad o efectos dañinos tienen estos compuestos.

Por otro lado lo que quisiera conocer profundamente es el desarrollo de los hongos de la podredumbre blanca, como es su origen y en que lugares se pueden asentar, la manera de su reproducción, y también cual o como es el procedimiento para reducir la contaminación o daños producidos en el ambiente. Poder conocer nuevos métodos para remediar el ambiente en el cual vivimos y así poder mejorar la calidad de vida de todos los seres vivos.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad uno de los problemas más significativos es la contaminación ambiental, por ello una de las prioridades de la ciencia moderna es la investigación de los agentes contaminantes y su origen, que a medida que incrementa la interacción del hombre con la naturaleza esta se deteriora cada vez más y los daños producidos han sido incuestionables.La contaminación ambiental es la presencia en el ambiente de cualquier agente nocivo que puede ser dañino para la vida vegetal o animal. El desarrollo de las sociedades se ha asociado con el uso de xenobióticos que son compuestos sintéticos elaborados por el hombre que pueden entrar al ambiente directa o indirectamente, los cuales producen problemas rigurosos a la salud humana, y ponen en peligro la sobrevivencia de muchas especies. Por todo esto uno de los principales desafíos de la humanidad en el siglo XXI es transformar todos los procesos productivos en limpios y eficaces, para esto se requiere tener la capacidad tecnológica para reponer los ambientes dañados. La biotecnología juega un papel muy importante para esta innovación.En la biorremediación la utilización de microorganismos se ha elevado, los hongos de la podredumbre blanca (HPD) forman un grupo de microorganismos que crecen en suelos ricos en materia orgánica, troncos y desechos agrícolas, estos tienen la capacidad de convertir y degradar el material lignocelulósico, debido a que tienen un sistema enzimático extracelular que es parte de la biodegradación de la lignina, por lo que desempeña un papel fundamental en el ciclo del carbono en el planeta.

Contaminantes orgánicos persistentesEn los años cuarenta se empezó a utilizar una serie de productos químicos poco degradables que, al entrar en el ambiente dan lugar a los contaminantes persistentes (COPs), estos son utilizados en diversas aplicaciones y también son generados no intencionalmente como subproductos de combustión. Pueden existir diferentes formas de COPs tanto naturales como antrópicas pero las que se destacan son los plaguicidas, bifenilos policlorados y otros productos industriales como dioxinas y furanos.La mayoría se sintetizaron para utilizarse como plaguicidas, en cambio los bifenilos policlorados se manipulan como dieléctricos en transformadores, entre otros. En diferentes casos se sintetizaron como productos puros pero su manejo fue en forma de mezclas y esto produjo el aumento de contaminantes orgánicos en el ecosistema.

Características generalesLos COPs son muy resistentes a la degradación biológica, fotolítica o química, debido a que tiene elevado grado de halogenación, no es muy fácil la disolución en agua y tienen una solubilidad alta en lípidos. Según estudios científicos, los COPs forman el grupo de contaminantes mas peligrosos que se liberan en el ambiente ya que presentan características que son tóxicas y causan efectos perjudiciales a los seres vivos, son también persistentes, duran largos periodos de tiempo. En Estocolmo, Suecia, 127 países adoptaron un tratado de las Naciones Unidas para prohibir el uso de 12 de las sustancias químicas más utilizadas, entre estas se incluyen las sustancias COPs que constan de 8 plaguicidas de los que se destaca el DDT, dos productos industriales (bifenilos policlorados) y dos subproductos de la combustión ( dioxinas, furanos).

Bifenilos policloradosSon un grupo de compuestos químicos extractados por el hombre, por no ser inflamable y su poder aislante se ha usado como líquidos refrigerantes y lubricantes en equipos eléctricos. Se dejaron de fabricar en los años 70 cuando se encontraron signos de toxicidad ambiental. Químicamente son un grupo de 209 hidrocarburos aromáticos clorados, todos los bifenilos policlorados son solubles en aceites y disolventes orgánicos. Llegan a la atmósfera por evaporación por lo que le favorecen las temperaturas elevadas, se condensan en aerosoles y se dispersan.No pueden descomponerse por hidrólisis ya que no son estables, la descomposición por oxidación maneja gran cantidad de energía, y la degradación microbiológica se da en condiciones aeróbicas. El proceso de descomposición concluye con la formación

de CO2, ácido clorhídrico, dioxinas y furanos. Cerca del 25% de los bifenilos policlorados son asimilados por el ser humano mediante la inhalación y el 75% a través de productos alimenticios. La cantidad global de estos compuestos producidas anualmente es de 1,3 millones de toneladas que han quedado retenidos en el suelo.

PlaguicidasSon sustancias químicas encargadas de matar, repeler, o interrumpir el crecimiento de plagas, la utilización de estos ha sido una práctica rutinaria en la agricultura que produce la degradación en el ambiente y daños en la salud humana. El objetivo de los plaguicidas es combatir enfermedades transmitidas por vectores o huéspedes intermediarios, pero también causa un riesgo a la vida animal y humana por los compuestos químicos (biocidas). Se comercializan mas de 1500 tipos de plaguicidas, pero el incremento de estos compuestos causan preocupación por los efectos que tienen sobre los ecosistemas, ya que se ha demostrado su presencia en organismos de todos los niveles tróficos desde el plancton hasta las ballenas y los animales de ártico.

Dicloro-difenil-tricloroetano (DDT)Es un potente plaguicida que pertenece al grupo de los organoclorados, sintetizado en 1874 por el alemán Tomas Zeidler pero se empezó a emplearse en 1939 cuando el suizo Paul German Müller descubrió sus propiedades insecticidas y su baja toxicidad para los humanos. En los primeros años que se uso el DDT evitó la muerte de cinco millones de personas, además brindó protección a las cosechas y del aniquilamiento de insectos. Pero gradualmente se fue reduciendo su uso por los efectos que causaban en la reproducción de las aves y también los insectos cada vez se hacían menos vulnerables y cada vez tenían que usar más producto para eliminarlos. El DDT es soluble a los disolventes aromáticos y clorados, son solubles en lípidos, en combinación forman gases tóxicos, este plaguicida es tóxico incluso en bajas concentraciones, afecta a todos los niveles tróficos de los ecosistemas acuáticos, afecta también a la composición de microorganismos del suelo, ciclos naturales de nutrientes y fertilidad, las aves son vulnerables. Es un potente neurotóxico que opera sobre el sistema nervioso central, produce lesiones hepáticas, mutación de oncogen, entre otras.El DDT se encuentra en estado gaseoso, en forma de vapor como aerosol y absorbido en partículas de polvo. El vapor es eliminado de la atmósfera por reacciones con radicales hidroxilo. Absorbido en partículas de polvo pueden movilizarse a miles de kilómetros antes de ser degradado por la luz solar. En los suelos se absorbe en las partículas por esto permanecen inmóviles. Su vida media en suelos de regiones templadas es de aproximadamente 5,3 años.La biodegradación del DDT involucra un proceso de cometabolismo, en el cual, el microorganismo crece a expensas de un sustrato. Los basidiomicetos ligninolíticos tienen gran capacidad biodegradativa de COPs, incluido el DDT, la biodegradación de estos compuestos se ha llevado a cabo utilizando como modelo el hongo Phanaerochaete chrysosporium, todos estos estudios han permitido plantear una ruta para la degradación en hongos.

Enzimas ligninolíticasLas mas estudiadas son las que se relacionan con los componentes lignocelulósicos. Pertenecen en su mayoría a los grupos: lignina peroxidasa, manganeso peroxidasa y lacasas por lo que “enzimas ligninolíticas” se refieren a estas enzimas. Por su obicuidad y efecto sobre el COPs se exponen las siguientes:

LacasasSon glicoproteínas extracelulares que contienen cuatro átomos de cobre, pero conocidas como enzimas con dos, tres y seis átomos de este elemento. Son “oxidasas azules” que reducen el oxígeno y producen agua en lugar de peróxidos, además son enzimas de baja especificidad de sustrato. Participan en la degradación de compuestos de baja medida molecular, son capaces de oxidar compuestos fenólicos y no fenólicos. Una prueba de degradación de la lignina fue la identificación de hongos de la podredumbre blanca, como Trametes versicolor, que pueden degradar la lignina.

Manganeso peroxidasa (MnP)Se considero que las MnP desempeñan un papel secundario en la degradación de la lignina. Este compuesto es el responsable de la oxidación de varios compuestos fenólicos, además se señaló que pueden promover la peroxidación de ácidos grasos insaturados y que este sistema de peroxidación de lípidos puede provocar la ruptura oxidativa de compuestos de naturaleza no fenólica.

Hongos ligninolíticos y compuestos xenobióticosHan desarrollado un proceso enzimático único y no específico que funciona en el ambiente extracelular. La diversidad estructural de los contaminantes que son degradados por estos hongos los otorga un uso potencial de biorremediación. Los contaminantes recalcitrantes, tales como, bifenilos policlorados y explosivos aromáticos, los plaguicidas clorados, los hidrocarburos policíclicos son mineralizados a CO2 por varias especies de hongos ligninolíticos.

Tratamientos biológicos para la remoción de sustancias recalcitrantes con estructura química complejaEl objetivo del tratamiento biológico es la creación de las condiciones óptimas para que los microorganismos se puedan desarrollar adecuadamente y producir la máxima destoxificación. La tecnología depende del tipo de microorganismo, de las condiciones del espacio y la cantidad de contaminantes, puede tener lugar en condiciones aerobias o anaerobias. El resultado final de un tratamiento de biodegradación depende de la toxicidad y la concentración de contaminantes, su biodegradabilidad, el espacio contaminado y el tratamiento seleccionado.

EN CONCLUSIÓNEn conclusión se dio a conocer la acción que ejercen los hongos de la podredumbre blanca sobre los compuestos de difícil degradación o descomposición, por lo que la utilización de estos hongos puede ser una alternativa muy indicada para el tratamiento de biorremediación de los ecosistemas contaminados. Además se relato acerca de los efectos adversos que tienen los seres vivos

de los contaminantes orgánicos persistentes, las consecuencias que traen para todos los seres vivos el utilizar cada uno de estos compuestos que dañan fácilmente el ecosistema en el cual vivimos.Linkoografía:

1. http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=1812222560042. http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/IndArtRev.jsp?iCveNumRev=22256&iCveEntRev=1812&institucion=

Bibliografía:

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