Resumen

1. Universidad de Puerto Rico
Recinto Universitario de Mayagüez
Facultad de Artes y Ciencias
Departamento de Biología
Metilótrofos
Crisángel Caraballo
Yamil García
Roxanna Seda
Fabiola Torres
BIOL 4368
Dr. C. Ríos
29 de abril de 201

2. Los metilótrofos son microorganismos que pueden crecer utilizando compuestos de carbono que no
contengan enlaces carbono – carbono. Muchos, pero no todos, de los metilótrofos son metanótrofos. Los
metanótrofos son únicos en que pueden crecer no solamente utilizando algunos de los compuestos de carbono
más oxidados, sino que también pueden utilizar metano (CH4). Todos, excepto algunos de los metanótrofos,
están obligados a utilizar compuestos de un solo carbono (C1). Algunos de los metilótrofos no-metanótrofos
pueden utilizar ácidos orgánicos, etanol y azúcares. Además de bacterias, algunas especies de levadura y mohos
pueden utilizar (CH4) o (CH3OH).
Basándose en la asimilación del formaldehído (HCHO), estos pueden clasificar en dos tipos. Los
organismos Tipo I utilizan la ruta de monofosfato de ribulosa para la asimilación de formaldehído. En esta ruta,
las enzimas clave utilizadas lo son hexulosafosfato sintetasa y hexulosa-6-P isomerasa. En esta ruta, la reacción
neta es:
En dicha ruta, una unidad de dos carbonos, acetil-CoA, es sintetizada a partir de una molécula de
formaldehído, la cual es producida de la oxidación de CH3OH, y una molécula de (CO2). Este proceso requiere
poder reductor y energía en la forma de dos moléculas de cada NADH y ATP, respectivamente, para cada
acetil-CoA que sea sintetizado.
Los organismos Tipo II utilizan la ruta de serina para la asimilación de (HCHO). La enzima clave en
este proceso lo es serina transhidroximetilasa. La reacción neta es:
La ruta de monofosfato de ribulosa es más eficiente que la ruta de serina porque todo el carbono
utilizado como material celular es derivado de (HCHO). Formaldehído está al mismo nivel de oxidación que el
resto del material celular por lo que no se necesita poder reductor. Se requiere una molécula de ATP por cada
molécula de gliceraldehído-3-fosfato sintetizada. Consistente con los menores requisitos energéticos de esta
ruta, los gramos de células producidas por mol de CH4 oxidado es mayor para metanótrofos Tipo I que para los
Tipo II.
Una representación diagramática de la ruta de monofosfato de ribulosa y serina se muestra a
continuación, respectivamente:

3. Se ha encontrado que la mayoría de los metilótrofos que utilizan la ruta de monofosfato de ribulosa son
metilótrofos facultativos o metilótrofos oblidados. Por otro lado, la mayoría de los metilótrofos que llevan a
cabo la ruta de serina son metilótrofos facultativos que utilizan varios compuestos orgánicos como fuentes de
carbono y energía. Para ambas de estas rutas, (HCHO), conjunto con el ciclo de calvin poseen una gran
importancia en el equilibrio de compuestos monocarbonados en la biosfera que fijan el sustrato.
Algunas bacteria anaeróbica y aeróbica utilizan como sustrato CO para su crecimiento celular. Estas
bacterias aeróbicas como anaeróbicas, contienen alguna enzima que metabolizan CO oxidándolo convirtiéndolo
en CO2.
El CO es oxidado por la enzima monóxido de carbono deshidrogenasa (CODH). En el proceso de
transcripción la proteína CooA tiene una molécula de Fe que tiene afinidad por la molécula CO. Al obtener el
CO como sustrato puede entonces transcripción para la formación de la enzima CODH. Si observamos en la
En el proceso aeróbico se encuentran las carboxidobacterias
Capaces de utilizar CO como fuente de carbono y energía como
por ej. Pseudomonas carboxydovorans. La enzima CO-
oxidoreductasa, cataliza la reacción: CO + H2O→CO2 + H2

4. primera grafica se puede ver que al final de la transcripción acepta una molécula de H2O como donante de
oxigeno y así puede oxidar CO a CO2.
En la segunda grafica se puede observar una serie de genes en donde en el caso de R. rubrum tiene dos
operonés y un gen regulador ubicado downstream. Los dos operones encontrados son los siguientes el operon
cooMKLXUH codifica para la hidrogenasa y el operon es cooFSCTJ que codifica para la enzima CODH. En la
transcripción de D. vulgaris se observa que el operón cooSC codifica para CODH y está ubicado junto con el
gen regulador cooA upstream. Mientras que el operón cooMKLXUH codifica para hidrogenasa y se encuentra
localizado en la otra parte del cromosoma. Para ambas figuras la reacción que ocurre es la siguiente:
CO + H2O→CO2 + H2
.
Algunas de las bacterias metilótrofas lo son Paracoccus, Pseudomonas, Hyphomicrobium, Xanthobacter,
Bacillus, Vibrio, Brevibacterium, Micrococcus, Gordonia, Leifstonia, y Microbacterium. Methylophilus,
Methylobacterium, Methylococcus, Methylosinus y Methylamonas son algunos géneros de metilótrofos
obligados.
Lugares como océanos, lodos, ambientes subterráneos, suelos, pantanos, arrozales y vertederos proveen
condiciones ambientales propicias para el crecimiento de estos organismos. Los metilótrofos son de gran
importancia ya que tienen gran potencial en la biotransformación de diversos compuestos orgánicos a
productos valiosos, la producción de metabolitos útiles, y en biorremediación de contaminantes tóxicos.
Algunos han sido huéspedes eficientes para la expresión de genes extranjeros. Además, son útiles para la
biotecnología en la producción de aminoácidos, vitaminas, proteínas recombinantes, proteínas de células
individuales, co-enzimas, y citocromos.
Referencias
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