Respiración anaeróbica

Respiración anaeróbica
No debe confundirse con Fermentación.

El proceso anaeróbico es un proceso biológico de oxidorreducción de monosacáridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una molécula inorgánica distinta del oxígeno, y más raramente una molecula inorganica cadena transportadora de electrones análoga a la de la mitocondria en la respiración aeróbica.[1] No debe confundirse con la fermentación, que es un proceso también anaeróbico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el aceptor final de electrones es siempre una molécula orgánica.


En el proceso anaeróbico no se usa oxígeno, sino que para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato o el nitrato. En las bacterias con respiración anaerobia interviene también una cadena transportadora de electrones en la que se reoxidan los coenzimas reducidos durante la oxidación de los substratos nutrientes; es análoga a la de la respiración aerobia, ya que se compone de los mismos elementos (citocromos, quinonas, proteínas ferrosulfúricas, etc.). La única diferencia, por tanto radica, en que el aceptor último de electrones no es el oxígeno.

Todos los posibles aceptores en la respiración anaerobia tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que, partiendo de los mismos sustratos (glucosa, aminoácidos, triglicéridos), se genera menos energía en este metabolismo que en la respiración aerobia convencional.

No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, en la que no existe en absoluto cadena de transporte de electrones, y el aceptor final de electrones es una molécula orgánica; estos dos tipos de metabolismo tienen solo en común el no ser dependientes del oxígeno.

En la siguiente tabla se muestran distintos aceptores de electrones, sus productos y algunos ejemplos de microorganismos que realizan tales procesos:

Aceptor Producto final Microorganismo
Nitrato Nitritos, óxidos de nitrógeno y N2 Pseudomonas, Bacillus
Sulfato Sulfuros Desulfovibrio, Clostridium
Azufre Sulfuros Thermoplasma
CO2 Metano Methanococcus, Methanosarcina, Methanopyrus
Fe3+ Fe2+ Shewanella, Geobacter, Geospirillum, Geovibrio
Mn4+ Mn2+ Shewanella putrefaciens
Selenato Selenito
Arsenato Arsenito Desulfotomaculum
Fumarato Succinato Wolinella succinogenes, Desulfovibrio, E. coli
DMSO DMS Campylobacter, Escherichia
TMAO TMA
Clorobenzoato Benzoato Desulfomonile
Muchas bacterias aeróbicas contienen las enzimas nitrato-reductasas que catalizan la reducción de nitrato a nitrito:[2] 
NO3 + 2e + 2H+ → NO2 + H2O

No obstante, el producto resultante (nitrito) es muy tóxico por lo que algunas especies de Pseudomonas y Bacillus pueden reducir el nitrato más allá del nivel de nitrito hasta nitrógeno molecular:

2NO3 + 10e + 12H+ → N2 + 6H2O

El resultado final, nitrógeno, es un gas inerte y no tóxico. Este proceso se conoce como desnitrificación que, si se produce en el suelo se considera perjudicial para la agricultura ya que ocasiona la pérdida de los nitratos, necesarios para el crecimiento de las plantas.[1]

Las bacterias reductoras de nitratos son anaerobias facultativas ya que el uso de nitratos y nitritos como aceptores de electrones son procesos alternativos que pueden utilizar estas bacterias para crecer en ausencia de oxígeno. En presencia de él, aunque el nitrato esté presente, la respiración procede enteramente a través de la cadena aeróbica de transporte de electrones.

Contenido

Utilización de sulfato como aceptor de electrones

Diagrama de la corrosión en condiciones anaeróbicas causada por bacterias del género Desulfovibrio.

La utilización de sulfato como aceptor de electrones es una habilidad rara, restringida al género Desulfovibrio y algunas especies de Clostridium. Todas estas bacterias son anaeróbicas estrictas, de modo que la reducción del sulfato no es una alternativa de su metabolismo, como lo es la reducción del nitrato. La reacción es la siguiente:

SO42– + 8e + 8H+ → S2– + 4H2O

Las bacterias reductoras de sulfatos atacan solo unos pocos compuestos orgánicos, siendo el ácido láctico y los ácidos dicarboxílicos de 4 carbonos sus principales substratos.

Utilización de dióxido de carbono como aceptor de electrones

Un pequeño grupo de procariotas anaeróbias estrictas, las arqueas productoras de metano, utilizan dióxido de carbono como aceptor de electrones; la reducción da lugar a metano (CH4). El caso más simple es la oxidación de hidrógeno molecular, reacción productora de energía:

4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O

El hidrógeno no es un gas común en la biosfera, de modo que estos microorganismos habitan lugares muy específicos como en sedimentos anaerobios del fondo de lagos y pantanos, o en el tubo digestivo de los rumiantes, donde otros microorganismos producen el H2 libre que precisan.

Utilización de ion férrico como aceptor de electrones

El ion férrico (Fe3+) puede ser utilizado por varias bacterias como aceptor de electrones, reduciéndolo a ion ferroso (Fe2+); este proceso lo realizan muchos de los microorganismos que reducen nitrato. El ion férrico se halla en el suelo y las rocas, muchas veces formando hidróxido férrico (Fe(OH)3) insoluble; en condiciones anaeróbicas, estas bacterias pueden reducirlo al estado ferroso. El ion ferrosos es mucho más soluble que el férrico, con lo cual el hierro se moviliza, siendo este un primer paso importante en la formación de un tipo de depósito mineral llamado hierro de los pantanos.[1]

Referencias

  1. a b c Madigan, M. T, Martinko, J. M. & Parker, J. 2003. Brock Biología de los Microorganismos, 10ª edición. Ed. Prentice-Hall, Madrid. ISBN 978-84-205-3679-8
  2. Stanier, R. Y., Doudoroff, M. & Adelberg, E. A. 1977. Microbiología, 2ª edición. Ed. Aguilar, 932 pp. ISBN 84-03-20256-3

Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Mira otros diccionarios:

  • Respiración celular — Saltar a navegación, búsqueda La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y… …   Wikipedia Español

  • Respiración aeróbica — Saltar a navegación, búsqueda La respiración aeróbica es un tipo de metabolismo energético en el que los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el… …   Wikipedia Español

  • Organismo anaerobio — Los organismos anaerobios o anaeróbicos son los que no utilizan oxígeno (O2) en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica… …   Wikipedia Español

  • Carrera de velocidad — Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de Internet fidedignas. Puedes añadirlas así o avisar …   Wikipedia Español

  • Cianuro — Este artículo trata sobre un compuesto químico, y debería tener una ficha con los datos correspondientes. Por favor, edítalo para agregarle la ficha correspondiente. Para más información puede consultar el Wikiproyecto Química …   Wikipedia Español

  • Anaeróbico — Saltar a navegación, búsqueda Anaeróbico ( a) o anaerobio ( a) es un término técnico que significa vida sin aire (donde aire usualmente es oxígeno); es opuesto a aeróbico. Anaeróbico puede referir a: Digestión anaeróbica, la simplificación de la… …   Wikipedia Español

  • Fermentación — No debe confundirse con Respiración anaeróbica. Fermentación alcohólica. La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que… …   Wikipedia Español

  • Elemento químico esencial — Saltar a navegación, búsqueda Se llaman elementos químicos esenciales o bioelementos a una serie de elementos químicos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados. Para que un elemento se considere… …   Wikipedia Español

  • Metformina — Metformina …   Wikipedia Español

  • Vitamina K — Vitamina K. La vitamina K, también conocida como fitomenadiona, es un grupo derivado de 2 metil naftoquinonas. Son vitaminas humanas, lipofílicas (solubles en lípidos) e hidrofóbicas (insolubles en agua), principalmente requeridas en los procesos …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

Link directo
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”