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| pseudomona aeruginosa |
Los bacilos rectos o ligeramente
curvados, Gram negativos, oxidasa positivos, aeróbicos estrictos aunque en algunos
casos pueden utilizar el nitrato como aceptor de electrones. El catabolismo de los glúcidos se realiza por la ruta de Etner-Doudoroff y el ciclo
de los ácidos tricarboxílicos. Algunos miembros del género
son psicrófilos, mientras que otros
sintetizan sideróforosfluorescentes de color amarillo-verdoso con gran
valor taxonómico. Es común la presencia de plásmidos y no forman esporas. del grupo al que
pertenecen Pseudomonas está constituido por
microorganismos Gram-negativos, siempre móviles con flagelación polar. Se
encuentran normalmente en el suelo, aunque pueden ser patógenos oportunistas en
animales (Ps.
aeruginosa) y patógenos de plantas (Ps.
syringae).
Su
metabolismo es siempre respiratorio, o bien aerobio (la mayoría usa como
aceptor de electrones O2) o anaerobio (algunos usan NO-). Presentan una
versatilidad metabólica muy grande que se traduce en su capacidad de utilizar
como fuente de carbono substratos muy variados (hay especies, como Ps.
cepacia, que pueden utilizar como nutrientes más de 100 compuestos químicos
diferentes). Por otra parte, hay algunos individuos del grupo que son
quimiolitotrofos usando H2 o CO como donadores de electrones.
El
metabolismo central de azúcares en este grupo se desarrolla por la vía de
Etner-Doudoroff, y disponen de un ciclo de Acidos Tricarboxílicos normal.
Algunas Pseudomonas (p.ej. Ps.
aeruginosa) son capaces de llevar a cabo procesos de desnitrificación (NO3- ® NO2- ® N2)
con lo que se empobrecen los suelos de nitrógeno utilizable desde el punto de
vista agrícola. Este proceso de reducción del nitrógeno (que actúa como aceptor
de electrones en un proceso de respiración anaerobia) se denomina reducción
disimilatoria del nitrógeno.
La
versatilidad metabólica del grupo se debe a la presencia de un gran número de
plásmidos que contienen operones inducibles para la síntesis de enzimas
específicas que permitan catabolizar los compuestos presentes en el medio. Esto
confiere una importancia grande a las bacterias del género Pseudomonas como
digestores aerobios de materiales animales y vegetales, lo que contribuye al
reciclaje biológico de materia orgánica.
Algunas
bacterias de este grupo producen pigmentos fluorescentes de colores amarillo-verdosos
fácilmente solubles en agua. Estos pigmentos actúan como sideróforos: moléculas
cuya función es capturar el hierro del medio necesario para el metabolismo del
microorganismo
2.- Grupos de bacterias del género Pseudomonas
El
grupo de bacterias relacionadas con el género Pseudomonas es muy
amplio y comprende especies patógenas para humanos Pseudomonas cepacia (patógeno
oportunista que puede causar infecciones muy serias con alta tasa de mortalidad
en pacientes comprometidos, especialmente han aumentado los datos de
infecciones producidas en los pulmones de pacientes con fibrosis cística) y Ps.
aeruginosa. Hay especies patógenas vegetales como Ps. solanacearum que
produce marchitación, Ps. syringae causante de manchas cloróticas en
ciertas plantas y Ps. marginalis causante de pudriciones blandas en
las raíces de las plantas.
Por
otra parte, existen varios géneros bacterianos estrechamente relacionados con
el de Pseudomonas que también tienen una importancia especial: el
género Xanthomonas comprende varias especies patógenas vegetales que
producen necrosis del follaje. El género Zooglea comprende varias
especies capaces de producir agregados celulares de gran tamaño que intervienen
de forma importante en la digestión de las aguas orgánicas de ciudades e
industrias, y los géneros Acetobacter y Gluconobacter, de los
que hablaremos más adelante, que son capaces de oxidar alcoholes y tienen
importancia industrial en la fabricación de vinagre.
3.- Importancia de las Pseudomonas en
la agricultura y en tecnología de alimentos
La
importancia aplicada de las bacterias del grupo de Pseudomonas se
debe a una serie de factores entre los que destacan:
Su actividad como patógenos de animales
Las
patologías asociadas a Pseudomonas suelen presentarse en animales
afectados por algún tipo de disminución, permanente o transitoria, del sistema
de defensa inmune. Por esto, se denominan patógenos oportunistas. El
tratamiento de estas infecciones suele ser difícil debido a la alta resistencia
de estas bacterias a la mayoría de los antibióticos usados normalmente en
clínica. Desde el punto de vista humano, el patógeno principal es Ps.
aeruginosa. La especie Ps. mallei es la causante de la enfermedad
conocida como muermo en los caballos y Ps. pseudomallei es causante
de la melioidosis humana.
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| Pseudomona pseudomallei |
Ps. pseudomallei . Causante de la Melioidosis es
una infección bacteriana de los seres humanos y animales. A menudo se
asocia con lesiones supurativas o caseosos, que comprende una purulenta mixta y
respuesta granulomatosa que puede ocupar cualquier órgano del cuerpo
Su actividad como patógenos vegetales
La
especie Ps. syringae es un verdadero parásito vegetal. Las especies
del género Xanthomonas también son todas patógenos vegetales.
Su
actividad como agentes alterantes de alimentos
Las Pseudomonas son
el grupo de bacterias más frecuente en los alimentos frescos. Debido a su
gran potencial metabólico, las bacterias de estos grupos son agentes
importantes en la alteración de alimentos. Sin considerar los aspectos de
deterioro de vegetales producidos por especies antes citadas, las Pseudomonas son
uno de los principales grupos responsables de la alteración de productos
cárnicos almacenados incorrectamente en condiciones de aerobiosis. Algunas
bacterias del grupo son psicrófilas por lo que la alteración de los alimentos
que producen también tiene lugar durante la conserva en refrigenración. Cuando
piezas de alimentos cárnicos son conservadas en refrigeración en ambientes
impermeables al gas o en vacío, lasPseudomonas pueden producir H2S que
reacciona con la hemoglobina dando lugar a la aparición de manchas verdes.
Su aplicación como agentes descontaminantes
ambientales
La
gran versatilidad metabólica de las bacterias del género Pseudomonas las
han hecho candidatas para el tratamiento de contaminaciones ambientales
producidas por la acumulación de metales pesados o por la acumulación de
compuestos xenobióticos.Varias
especies del Pseudomonas contienen plásmidos en los que se encuentran
codificadas enzimas capaces de degradar, al menos parcialmente, compuestos
orgánicos derivados del petróleo o compuestos organoclorados u
organofosfatados. Estas enzimas suelen ser inducibles y la selección de las
cepas adecuadas puede permitir reducir los niveles de contaminación por estos
compuestos xenobióticos.
La
biodegradación de hidrocarburos y de otros compuestos orgánicos es realizada
con eficiencia variable dependiendo de la estructura del hidrocarburo (lineal o
ramificado, alifático o aromático) y de la presencia de átomos substituyentes.
Algo similar ocurre con la biodegradación de compuestos insecticidas,
herbicidas y detergentes y emulgentes.
Por
otra parte, el tratamiento de la contaminación originada por la acumulación de
metales pesados también es posible mediante la utilización de bacterias de este
género. El efecto tóxico de los metales pesados suele estar asociado a la presencia
de formas ionizadas (cationes) de los metales en cuestión. Ciertas bacterias de
este género presentan enzimas capaces de reducir los cationes metálicos a las
formas neutras que son mucho menos tóxicas. Los operones que controlan la
producción de estos enzimas reductores suelen ser inducibles por la presencia
del metal pesado.
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| Zooglea ramígera |
Otra
forma de intervención en la eliminación de metales pesados por bacterias de
este grupo la desarrollan las bacterias del género Zooglea que son
capaces de acumular los metales pesados y formar agregados de gran tamaño que
precipitan mediante floculación.
La
utilización dirigida de bacterias para la descontaminación de ambientes
naturales se denomina biorremediación.
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| Zooglea |
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| Añadir leyenda |
4.- Bacterias del grupo Neisseria-Moraxella-Acinetobacter
Las
bacterias de este grupo presentan gran similitud entre sí y una cierta
similitud con las Pseudomonas. Su importancia desde el punto de vista
aplicado está en su actividad como agentes alterantes de productos
alimenticios.
Las
bacterias del grupo Neissera son, prácticamente, los únicos cocos
Gram-negativos y son agentes causantes de enfermedades en humanos tales como un
tipo de meningitis (N. meningitidis) y la gonorrea (N. gonorrheae).
5.- Características generales del género Azotobacter
Las
bacterias del género Azotobacter forman un grupo especial de
microorganismos fijadores de nitrógeno por cuanto se trata de los únicos que
son unicelulares y, aparentemente, pueden fijar nitrógeno en condiciones
aerobias.
La
fijación de nitrógeno se produce por la actividad de una enzima denominada
nitrogenasa que debe actuar siempre en condiciones de ausencia de oxígeno por
ser rápidamente inhibida por este elemento (en el tema referente a la biología
de Rhizobium se desarrollará más el funcionamiento de la nitrogenasa).
La mayoría de los microorganismos fijadores de nitrógeno o bien lo hacen
formando grupos de células en los que se produce una especialización que
permite la generación de microambientes anaeerobios (caso de las
cianobacterias), o lo hacen en condiciones de anaerobiosis. Azotobacter es
capaz de generar este ambiente microaerobio mediante su ala tasa de respiración
que consume el O2 en el entorno de la bacteria.
6.- Bacterias del ácido acético
Las
bacterias del ácido acético (Acetobacter y Gluconobacter) presentan
las características comunes del grupo de bacterias similares a Pseudomonas que
se presentaron anteriormente. Viven en la superficie de las plantas donde
constituyen una microflora secundaria que utiliza los productos de desecho de la
microflora primaria (bacterias lácticas y levaduras). Esto es así porque
presentan la capacidad de utilizar alcoholes como fuente de carbono y energía
produciendo su oxidación a ácido (bacterias suboxidantes como Gluconobacter)
o a CO2 y H2O (bacterias superoxidantes como Acetobacter). La
producción de ácido acético por estas bacterias las hace extremadamente
acidófilas.
Las
bacterias suboxidantes carecen de un ciclo de los ácidos tricarboxílicos
completo por lo que oxidan de forma estequiométrica el etanol a acético. Las
bacterias superoxidantes realizan una primera oxidación a acético; pero la
presencia de ciclo de ácidos tricarboxílicos permite la oxidación total mucho
más lenta. Otra particularidad del grupo es que la utilización de azúcares se
produce únicamente por la ruta de las pentosas.
Además
de por su diferente capacidad de oxidación de alcoholes las dos bacterias del
ácido acético pueden diferenciarse por su flagelación polar en Gluconobacter y
peritrica en Acetobacter.
Ciertos
grupos de Acetobacter son capaces de producir una gran cantidad de
celulosa extracelular que llega a formar verdaderas películas de este polímero.
Proceso industrial de fabricación del vinagre
Las
bacterias del ácido acético tienen una aplicación industrial importante en la
fabricación del vinagre, aunque también intervienen de forma relevante en la
producción de ácido ascórbico (vitamina C) por oxidación del sorbitol y de la
sorbosa.
La
producción del ácido acético tiene lugar por un proceso estrictamente aerobio
en el que se suministra alcohol etílico (etanol) a bacterias del ácido acético
fijadas sobre soportes diversos. Las bacterias van oxidando el alcohol y se
recoge finalmente el ácido.
Aunque
el ácido acético puede prepararse por oxidación química del etanol, el vinagre
es un producto distinto porque su sabor depende de otros compuestos que
acompañan la bebida fermentada de la que se parte para la producción del mismo.
Hay tres métodos de producción industrial del vinagre:
Método Orleans
En
este método se llena la cuarta parte de una barrica con vinagre fresco
elaborado recientemente que proporciona el inóculo de Acetobacter y Gluconobacter y,
a continuación, se añade la bebida fermentada de la que se desea preparar
vinagre. La barrica se deja abierta para que pueda producirse un intercambio de
oxígeno suficiente. El proceso dura varias semanas y la eficiencia depende de
la disponibilidad de oxígeno.
Método de goteo
En
este método se permite el contacto de las bacterias con el alcohol haciendo
circular éste por una cámara de madera rellena con viruta de madera laxamente
empaquetada. El proceso se desarrolla en continuo y el aparato se conoce como
generador de vinagre. La aireación se consigue mediante la entrada de aire por
la parte inferior del generador. La vida útil de un generador de vinagre puede
ser muy larga. El producto final carece de bacterias porque éstas quedan
fijadas al lecho de virutas.
Método de burbujeo
Se
trata de un proceso de fermentación sumergida en el que el oxígeno se
suministra mediante un proceso de burbujeo de aire. La velocidad de adición del
alcohol se regula de manera que se permite una conversión muy eficiente del
alcohol al ácido (llega a 98%). Este proceso presenta la desventaja frente al
anterior de que es necesario filtrar el vinagre para eliminar las bacterias.
