Arqueás metanógenas

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Por Daniel Blasco, Ángela Cantos, Cristina Palacios, Oliver Pérez, Carlos Tarancón. 1º Curso del Grado en Biotecnología.

Las arqueas metanógenas son microorganismos procariotas que se caracterizan por sintetizar metano en condiciones anóxicas (aguas estancadas, plantas de tratamiento de aguas residuales, tracto digestivo de algunos animales, fuentes hidrotermales submarinas, etc.). Junto con las arqueas hipertermófilas forman el filo Euryarchaeota

En muchos casos, viven en estrecha asociación con otras bacterias, como los clostridios, que metabolizan materia orgánica en descomposición y desprenden hidrógeno como producto de desecho.

Se han identificado aproximadamente unas 90 especies de metanógenas distribuidas en 5 clases distintas: Methanobacteria, Methanococci, Methanomicrobiota, Methanopyri y Methanosarcinales, gracias al análisis del ARNr 16S.

Dependiendo del sustrato sobre el que crecen, los metanógenos se pueden dividir en tres clases principales: los que usan un sustrato de tipo CO₂, un sustrato de tipo metilo ó un sustrato de tipo acetato, a partir de los cuales obtienen energía por medio de un procesos denominado metanogénesis.

En el primer paso de ésta (suponiendo que se usa un sustrato CO₂), interviene una coenzima llamada metanofurano que realiza la reducción del CO₂ a formilo.

A continuación, la metanopterina se une al C₁ de dicho formilo y lleva a la futura molécula de metano desde su estado de formilo hasta metilo, realizándose en el proceso una serie de reducciones llevadas a cabo por la coenzima F420, quien transporta electrones obtenidos del H₂ para producir dicha reducción a metilo.

Después, es la coenzima M quien se hace con el grupo metilo, que es reducido a metano, en el último paso de la metanogénesis, con la intervención del complejo enzimático reductasa metil-F430 y la coenzima B.

Este proceso es enlazado con la síntesis de compuestos orgánicos por medio de un corrinoide al que la metanopterina cede el grupo metilo en lugar de hacerlo a la coenzima M, por lo que la arquea en cuestión ahorra en enzimas, rutas y energía.
La principal aplicación biotecnológica de las arqueas metanógenas es la obtención de biogás a partir del proceso de metanogénesis.

El biogás se obtiene por la degradación anaeróbica de la materia orgánica, proceso conocido como biodigestión, que se produce en el interior de un contenedor llamado biodigestor.

Un biodigestor es un contenedor cerrado donde se introduce el material orgánico a fermentar en una determinada dilución de agua para que a través de la fermentación anaerobia se produzca gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en nitrógeno, fósforo y potasio, y un efluente líquido con propiedades fertilizantes conocido como Biol.

El uso del biogás es diverso: puede ser usado para cocinar, también como combustible de motores de combustión interna; obteniéndose potencia mecánica o electricidad en el caso de estar acoplado a un alternador o generador eléctrico. Los motores Diesel son una buena aplicación ya que permiten una mezcla de hasta un 80% biogás + 20% diesel (gasóleo).

Finalmente, se puede recalcar que la ventaja más relevante es que se transforman residuos y se obtiene compost de alta calidad más eficiente que los abonos minerales convencionales.

Libros:

• Prescott, Harley, Klein. Microbiología. Ed. McGraw Hill

Páginas Web:

• http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_03_02.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/Arquea_metanógena#Metanog.C3.A9nesis
• http://www.biologia.ucr.ac.cr/profesores/Lizano%20Ana%20Victoria/Botanica%20I%20B237/4-Archea,%20Texto%2011.pdf
• http://www2.gobiernodecanarias.org/educacion/17/WebC/iesgalletas/tato/departamentos/biolog%C3%ADa/Apuntes/Tema%2011%20%20MICROBIOLOGÍA%20Y%20BACTERIOLOGÍA.PDF
• http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanothermobacter_thermautotrophicus
• http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Methanosphaera
• http://energiacasera.wordpress.com/2009/09/09/biogas-y-biodigestion
• www.spdbiogas.com