Biotecnología con cianobacteriasBy: Calor Garbisu, Alicia Blanco, Itziar Alkorta, María Jesús Llama y Juan Luis Serra.

Kevin Alzate BedoyaValentina Bolaños Mejía

Cianobacterias Son aquellos microorganismos procariotas capaces de realizar fotosíntesis oxigénica, precursores de los cloroplastos presentes en las células vegetales.

Cianobacterias

Características

● Son los organismos fotosintetizadores aeróbicos más antiguos del planeta aeróbicos más antiguos del planeta.

● Presentan Clorofila a y pigmentos accesorios y protectores (ficocianinas y carotenoides).

● Son organismos gram-negativos es decir, poseen doble membrana celular.

● Actualmente 24 géneros: Chroococcus, Synechococcus, Anabaena, Spirulina, Nostoc, Oscillatoria…

Características

● Morfología variada: unicelulares y filamentosas móviles por deslizamiento

Chroococcus

Colonias de 2 - 4 células

Nostoc Oscillatoria

AnabaenaCianobacteria ramificada

Relación con el medio

● Muy tolerantes a condiciones ambientales extremas

● Ambientes acuáticos ○ En estanques y lagos ricos en

nutrientes (Afloramientos)■ Eutrofización■ Producción de Toxinas

○ Manantiales termales y géiseres○ Simbiosis con: Hongos,

Protozoo,Plantas.

Cianobacterias fijadoras de nitrógeno

Poseen un complejo enzimático denominado nitrogenasa (sensible al oxígeno) confinado en el interior de las células dotadas de gruesas paredes llamadas heterocistos, que separan la nitrogenasa del oxígeno liberado durante la fotosíntesis.N2 + 16 ATP + 10 H+ + 8 e- → 2 NH4

+ + H2 + 16 Pi + 16 ADP

Cianobacterias no fijadoras de nitrógeno

Crecen formando largos filamentos constituidos por células de alrededor de 1 micrómetro de diámetro y 2-3 micrómetros de longitud.

Aplicación biotecnológica de las cianobacterias

Biotecnología verde (Alimentos y agricultura)

Spirulina

Son utilizadas como suplementos alimenticios y biofertilizantes

Biotecnología Roja (Salud)

Como aporte a la biomedicina, las ficocianinas sirven también como sondas fluorescentes que sustituyen marcadores radioactivos

Produccion de antibioticos

Biotecnología Blanca (Industrial)Bioplásticos y biocombustibles gracias a la producción de polímeros almacenados como fuente de energía y a la fotoproducción de dihidrógeno

Biotecnología Gris (Eliminación de contaminantes)

Se puede realizar biorremediación con cianobacterias no fijadoras de nitrógeno en aguas eutrofizadas

Biotecnología Gris (Eliminación de contaminantes)

Las cianobacterias tienen la capacidad de eliminar iones metálicos por medio de la adsorción a las envolturas celulares.

Desventajas del uso de cianobacterias

● Posibles alteraciones en el medio natural por los cambios genéticos de las cianobacterias.

● Algunas cianobacterias producen toxinas y pueden envenenar a los animales que habitan el mismo ambiente o beben el agua. Géneros como Microcystis, Anabaena y Aphanizomenon.

● Para la aplicación de estos microorganismos como fertilizante, es necesario que se encuentren vivas para que cumplan su función de fijadoras de nitrógeno, lo que complica el uso de pesticidas que además de matar plagas, también matan los microorganismos presentes en el suelo.

Conclusiones

● Las cianobacterias tiene grandes componentes adaptativos los cuales pueden cumplir funciones de biorremediación para la contaminación de aguas y suelos.

● Las cianobacterias fueron las precursoras de los organelos encargados de realizar la fotosíntesis en las plantas y fueron las encargadas de oxigenar la atmósfera al punto que la conocemos.

● La nitrogenasa presente en algunas cianobacterias es la encargada de reducir el nitrógeno atmosférico a amonio de manera que sea fácil de asimilar para las plantas cumpliendo de esta manera con una función vital para la vida debido a la importancia del nitrógeno para los diferentes organismos.

● El uso de cianobacterias para diferentes fines es accesible debido a sus escasas exigencias nutricionales y fácil cultivo tanto en laboratorio como al aire libre.

● Estos microorganismos son una excelente herramienta para remediar algunos impactos antropicos y proponer soluciones alternativas.

Bibliografía

● Cyanophyta. Universidad complutense de Madrid. Disponible en:

http://escalera.bio.ucm.es/usuarios/criptogamas/plantas_criptogamas/materiales/algas/cyanophyta.html

● Cianobacterias. Microbiótica. Disponible en: http://www.microbiotica.es/cianobacterias/

● Cianobacterias. Disponible en: http://www.cofes.org.ar/descargas/relas/3_jornada/5_1_Cianobacterias.pdf

● Biofertilizantes a partir de un consorcio microbiano. Disponible en:

http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/5557/1/T-ESPE-033601.pdf

● Cianobacterias. Ecured. Disponible en: https://www.ecured.cu/Cianobacterias#Clasificaci.C3.B3n

● Cianobacterias genéticamente modificadas para fabricar compuestos químicos industriales. Disponible en:

http://www.argenbio.org/index.php?action=notas&note=6311

● Polihidroxialcanoatos. Escola de Camins. Disponible en:

https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/85084/TFG_RubenLopezGarcia.pdf

Bibliografía● Tipos morfológicos de cianobacterias. Disponible en:

https://www.diversidadmicrobiana.com/index.php?option=com_content&view=article&id=204&Itemid=259

● Cianobacterias, estructuras particulares. Disponible en:

http://www.biologia.ucr.ac.cr/profesores/Garro%20Bernal/Biologia%20Celular%20y%20Molecular%20de%20B

acterias/TEMA%209%20BIOLOGIA%20CELULAR%20DE%20CIANOBACTERIAS%20HETEROCISTOS.pdf