Biologia de los microorganismos (1149)

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M I C R O B I O L O G Í A D E L A M B I E N T E A N T R O P I Z A D O 707
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 4
toneladas anuales, de las que casi la mitad son desechadas y no 
recicladas. Los plásticos son polímeros con diversas estructuras 
químicas (Figura 21.12a). Muchos plásticos permanecen esencial-
mente inalterados durante mucho tiempo entre materiales de 
terraplenado, vertederos y como basura en el medio ambiente. 
Este problema ha incentivado la investigación de alternati-
vas biodegradables denominadas plásticos microbianos para 
reemplazar algunos plásticos sintéticos. 
Los polihidroxialcanoatos (PHAs) son polímeros de reserva 
bacterianos comunes ( Sección  2.14), y estos polímeros 
fácilmente biodegradables tienen muchas de las propiedades 
deseables de los plásticos xenobióticos. Los PHAs pueden sin-
tetizarse en varias formas químicas, cada una con sus propie-
dades f ísicas específicas (rigidez, resistencia al impacto y al 
corte, y otras similares). Un copolímero de PHA formado por 
poli-�-hidroxibutirato y poli-�-hidroxivalerato en la misma can-
tidad (Figura 21.12b) ha sido comercializado en Europa como 
recipiente para productos de aseo personal, y hasta ahora ha 
tenido un gran éxito como sustituto del plástico (Figura 21.12c). 
energía primaria, lo que se conoce como cometabolismo. En la 
mayoría de los casos, los plaguicidas que son cometabolizados 
se degradan solo parcialmente, dando lugar a nuevos compues-
tos xenobióticos incluso más tóxicos o más dif ícilmente degra-
dables que el compuesto original. Por tanto, desde un punto 
de vista medioambiental, el cometabolismo de un pesticida no 
siempre es beneficioso.
Decloración
Muchos xenobióticos son compuestos clorados y su degrada-
ción se realiza mediante decloración. Por ejemplo, la bacteria 
Burkholderia declora el pesticida 2,4,5-T aerobiamente, libe-
rando ion cloruro (Cl–) en el proceso (Figura 21.11); esta reacción 
es catalizada por oxigenasas ( Sección 13.22). Después de la 
decloración, una dioxigenasa rompe el anillo aromático para dar 
compuestos que pueden entrar en el ciclo del ácido cítrico pro-
duciendo energía. 
Aunque la degradación aerobia de los xenobióticos tiene una 
importancia ecológica indudable, la decloración reductora 
puede serlo aún más debido a la rapidez con la que aparecen 
las condiciones anóxicas en los hábitats microbianos conta-
minados. Previamente se ha descrito la decloración reduc-
tora como una forma de respiración anaerobia en la que los 
compuestos orgánicos clorados, tales como el clorobenzoato 
(C
7
H
4
O
2
Cl–), son aceptores terminales de electrones y, una 
vez reducidos, liberan cloruro (Cl–), una sustancia no tóxica 
( Sección 13.21).
Muchos compuestos pueden ser declorados reductoramente, 
como el dicloro-, el tricloro- y el tetracloro- (percloro-) etileno, 
el cloroformo, el diclorometano y los bifenilos policlorados 
(Figura 21.10). Además, muchos compuestos orgánicos broma-
dos y fluorados pueden ser deshalogenados de forma análoga. 
Muchos de estos compuestos clorados o halogenados son muy 
tóxicos y algunos incluso han sido relacionados con el cáncer 
(particularmente el tricloroetileno). Algunos de estos compues-
tos, tales como los PCBs, han sido ampliamente utilizados como 
aislantes en transformadores eléctricos y alcanzan ambientes 
anóxicos a partir de las pequeñas pérdidas de los transforma-
dores o de los depósitos. Finalmente estos compuestos acaban 
en las aguas subterráneas o en los sedimentos, siendo unos de 
los contaminantes más habitualmente detectados en los Esta-
dos Unidos. Por tanto, existe un gran interés en la decloración 
reductora como estrategia de biorremediación por su elimina-
ción de los ambientes anóxicos.
Plásticos
Los plásticos constituyen un ejemplo clásico de xenobióticos, y 
la industria mundial del plástico produce unos 40 millones de 
Figura 21.11 Biodegradación del herbicida 2,4,5-T. Ruta de la biodegradación aerobia del 2,4,5-T; observe la importancia de la dioxigenasa (véase
Sección 13.22) en el proceso de biodegradación.
OCH2COO
–
O2Cl
Cl
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
OH
OH
OH
Cl
Cl–Cl–
O–O
O
O–
C
C
O
H
HCl
2,4,5,-T
Succinato
Dioxigenasa Acetato
Acetato
+
Cl–
Al ciclo del ácido cítrico
Figura 21.12 Plásticos sintéticos y bacterianos. (a) La estructura
monomérica de varios plásticos sintéticos. (b) Estructura del copolímero de 
poli-�-hidroxibutirato (PHB) y poli-�-hidroxivalerato (PHV). (c) Una marca 
de champú que antes se comercializaba en Alemania y se envasaba en una 
botella hecha con el copolímero PHB/PHV.
– – –CH2 CH2
n
Polietileno
– – –
CH3
CH2
n
CH
Polipropileno
– – –CH2 CHCI
n
Cloruro de polivinilo
(PVC)
– – –CH(C6H5)
n
CH2
Poliestireno
– – – –R1 R2NH CO O
n
Poliuretano
– – –CF2 CF2
n
Teflon
(a)
O
CH C
CH
2
O
PHV
O
O
CH C
CH
2
O
CH
2
CH
3
CH
3
H
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B
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(b)
(c)
PHB
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