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Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña. Escuela de Ingeniería Química. Microbiología industrial Profesora: Nurys Aleyda Gomez Luna Título: Investigacion: Los microorganismos extremofilos Estudiante: Erika Massiel Herrera Jirón. Matricula: 19−0381 Fecha: 8 de octubre 2020.

Los organismos extremófilos Se les denomina extremófilos y son microorganismos que viven en ambientes extremos de temperatura, acidez o radiación, hostiles para la vida desde el punto de vista antropocéntrico, pero sus condiciones dan infinitas posibilidades de aplicación Durante mucho tiempo se pensó que era imposible encontrar algún organismo que viviera en sitios con condiciones extremas, inhabitables para la gran mayoría de los organismos conocidos: temperaturas superiores a 80ºC, presiones aplastantes, oscuridad total, altas concentraciones de sales o minerales, ambientes muy ácidos, o sitios de temperaturas extremadamente bajas. No obstante, cuando las técnicas utilizadas para explorar esos nichos tan extremos se perfeccionaron, se pudo encontrar una diversidad de organismos que habitan en ellos. Los extremófilos se encuentran en los géiseres o chimeneas negras de los fondos de los océanos, donde se expulsa agua a más de 200ºC a una profundidad tal que soportan una presión extrema; también en las salinas o el Mar Muerto, donde la concentración de sal supera varias veces la concentración “normal” para el desarrollo de vida. Otros extremófilos son los que viven en minas o plantas de desechos industriales, y que pueden obtener energía a partir de compuestos inorgánicos con azufre o hierro. Clasificacion: Se clasifican en base a la condición física o química extrema del ambiente donde se desarrollan:  termófilos (temperatura óptima de crecimiento superior a 45 °C); dentro de éstos se encuentran los hipertermófilos (temperatura óptima de crecimiento superior a 80 °C);  psicrófilos (temperatura óptima de crecimiento por abajo de 10 °C)  acidófilos (pH óptimo de crecimiento por abajo de 5)  alcalófilos (pH óptimo de crecimiento por arriba de 8)  halófilos (habitan en medios hipersalinos, de 5 % a 30 % de sal)  osmófilos (viven a altas presiones osmóticas)  radiófilos (resisten altos niveles de radiación);  metalófilos (toleran altas concentraciones de metales pesados)  piezófilos (antes llamados barófilos, requieren o toleran presión hidrostática de 40 atm a 60 atm)

Características de los extremófilos Los extremófilos son mayoritariamente microorganismos procariontes pertenecientes a las Eubacterias y las Archaebacterias (o Arqueas). Si bien estos microorganismos comparten la característica de ser unicelulares procariotas, estudios moleculares recientes han demostrado que las Arqueas tienen un funcionamiento a nivel molecular más similar a las células eucariotas.

Usos que se le están dando a estos microorganismos a nivel mundial con fines industriales. Las principales industrias que se han visto beneficiadas con el uso de extremoenzimas son las productoras de detergente, la alimentaria, la textil, la peletera, la papelera y la farmacéutica. Los termófilos y los hipertermófilos son los grupos de extremófilos más estudiados; las enzimas que han sido aisladas de ellos han sido objeto de diversas investigaciones y aplicaciones industriales y biotecnológicas, ya que son extremadamente termoestables y generalmente resistentes a la acción de agentes caotrópicos, desnaturalizantes, detergentes, solvente sorgánicos, y a la exposición a valores extremos de pH. La realización de procesos biotecnológicos a elevadas temperaturas tiene muchas ventajas. los extremófilos se han convertido para las industrias en atractivas fuentes de biocatalizadores (enzimas) estables a condiciones extremas. en la industria de los detergentes y jabones para la ropa de uso hogareño se utilizan biocatalizadores que quiten las manchas a baja temperatura, mientras que en tratamientos de esterilización de ropa de quirófano se prefiere un jabón que tenga biocatalizadores que funcionen a altas temperaturas. La industria del cuero y las pieles requiere enzimas que degraden proteínas de la piel de los animales en condiciones de alta salinidad o minerales. En cada caso se emplearán enzimas provenientes de diferentes extremófilos.En una primera instancia, los propios organismos eran la fuente de donde se extraían las enzimas. Luego, se clonaron los genes de los extremófilos que codifican dichas enzimas y actualmente se las produce a escala industrial en microorganismos recombinantes que fueron transformados para que sobreproduzcan la enzima de interés en biorreactores. Algunas de las enzimas más empleadas son:  Proteasas: degradan proteínas, por ejemplo, la hemoglobina de la mancha de  sangre.  Celulasas: degradan celulosa, principal componente de la pared de la célula  vegetal.  Xilanasas y hemicelulasas: degradan componentes de la pared vegetal y se  utilizan en la obtención de productos panificados y de jugo de frutas.  Lipasas: degradan ácidos grasos, aceites y otras grasas.  Amilasas: se utilizan en la industria alimenticia para degradar el almidón de los cereales a azúcares más simples. Otra aplicación de las enzimas obtenidas de los extremófilos es la investigación básica. Por ejemplo, en laboratorios de biología molecular se utilizan técnicas que requieren de enzimas estables a altas o bajas temperaturas. Un caso puntual es la técnica conocida como Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR por sus siglas en inglés), en la cual se requiere una enzima (ADN polimerasa) que produce cadenas de ADN a 94 ºC. Para lograrlo se utiliza la ADN polimerasa obtenida del termófilo Thermus aquaticus.

De las enzimas termofílicas, las lipasas se encuentran dentro de las más prometedoras para las aplicaciones industriales, ya que presentan diversas ventajas: una mayor estabilidad termodinámica a altas temperaturas y la capacidad de llevar a cabo reacciones de hidrólisis y de síntesis en presencia de disolventes orgánicos Por ello, se han aplicado en la industria alimentaria para la hidrólisis de g rasas, particularmente en productos lácteos; en la industria textil, para la remoción de impurezas del algodón antes del procesamiento y teñido; en la industria peletera para retirar la grasa subcutánea de las pieles, entre otras aplicaciones Incluye el nombre y las características propias de 5 a 7 de estos microorganismos. 1. Thermus aquaticus También conocida como Thermophilus aquaticus, esta bacteria fue descubierta en 1969 por Thomas Brock en una fuente del Parque Nacional de Yellowstone. Pertenece al grupo de los termófilos: microorganismos que viven en temperaturas que superan los 45 °C, normalmente en ambientes como chimeneas hidrotermales. La Thermus aquaticus vive en temperaturas entre 50 y 80 °C. Esta bacteria es célebre porque la enzima que utiliza en la replicación de su ADN es utilizada por su termorresistencia en las reacciones en cadena de la polimerasa, un proceso clave en el desarrollo de la ingeniería genética. 2. Polaromonas vacuolata La Polaromonas vacuolata es un extremófilo que pertenece al grupo de los psicrófilos. Este tipo de organismos es capaz de vivir en temperaturas extremadamente bajas. También se les conoce como criófilos (amantes del hielo, de acuerdo a su etimología). La Polaromonas vacuolata pertenece al subgrupo de los psicrófilos extremos. Su hábitat son las aguas de la Antártida, vive bien a los 0 °C, y tiene una temperatura óptima de 4 °C. Fue descubierta por el microbiólogo James Staley, y sus enzimas han sido estudiadas por las compañías de alimentos para entender las reacciones de descomposición de comida dentro de los refrigeradores; o por la industria cosmética, para que las fragancias no se evaporen tan fácilmente.

3. Thermococcus gammatolerans Esta arqueobacteria pertenece al grupo de los radiófilos, capaces de sobrevivir en condiciones de elevada radioactividad. Este tipo de extremófilos no se limita sólo a microorganismos, pues muchos animales y plantas de áreas afectadas como Chérnobil entran en esta clasificación. Sin embargo, Thermococcus gammatolerans se lleva las palmas como el organismo más tolerante a la radiación, capaz de aguantar hasta una irradiación de rayos gamma de hasta 30 KGy. Sólo para contextualizar, una dosis de 10 Gy es suficiente para matar a un ser humano. Sus enzimas son estudiadas para entender el proceso de la carcinogénesis. También se ha especulado que el proceso de reparación de ADN de esta arqueobacteria podrían usarse para reducir el envejecimiento celular.

4. Haloferax volcanii La Haloferax volcanii, una arquea que pertenece al grupo de los halófilos. Estos organismos viven en entornos salinos. Mientras que las células comunes se desecan y mueren en estas condiciones, los halófilos sobreviven gracias a las adaptaciones fisiológicas que facilitan la retención de agua. La Haloferax volcanii es encontrada comunmente en el Mar Muerto, y es considerada una de las primeras habitantes de la Tierra. 5. Lactobacillus acidophilus El Lactobacillus acidophilus es una bacteria que pertenece al grupo de los acidófilos, y es responsable de la formación del yogur. Los acidófilos reúnen a organismos simples que son capaces de vivir en condiciones de pH demasiado bajo para otras formas de vida. Esta bacteria se considera un probiótico, y se encuentra en los intestinos del ser humano.

BIBLIOGRAFIA: https://www.porquebiotecnologia.com.ar/Cuadernos/El_Cuaderno_57.pdf http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S200778582016000200079 http://www.scielo.org.mx/pdf/cuat/v11n1/2007-7858-cuat-11-01-00079.pdf https://hipertextual.com/2010/12/cinco-microorganismos-extremofilos-quedeberias-conocer...