Este documento describe a Acidithiobacillus ferrooxidans, una bacteria Gram-negativa que se utiliza en procesos industriales como la biolixiviación y biorremediación debido a su capacidad para oxidar compuestos de hierro y azufre. A. ferrooxidans es capaz de degradar la pirita a través de mecanismos directos e indirectos para extraer hierro y ácido sulfúrico. También puede oxidar iones ferroso en iones férricos para acelerar la degradación de la pirita. Esta bacteria se usa

1. Acidithiobacillus ferrooxidans
Seminario 2 Microbiología General
Universidad de La Frontera
Xaviera Hernández Figueroa
Víctor Hidalgo Zúñiga
Gabriel Sánchez Lagos
Jhonatan Peña Alonso
Ingeniería Civil en Biotecnología

2. Taxonomía
Tabla 1: Taxonomía de A.ferrooxidans.
Reino Bacteria
Filo Proteobacteria
Clase Gammaproteobacteria
Orden Acidithiobacillales
Familia Acidithiobacillaceae
Género Acidithiobacillus
Especie Acidithiobacillus ferrooxidans

3. Figura 1: Acidithiobacillus ferrooxidans visto con microscopio electrónico de transmisión.
Escala 500nm
Fuente: Journal of Bacteriology.
(http://jb.asm.org/content/178/19/5776.short)

4. Figura 2: Acidithiobacillus ferrooxidans microscopio de contraste
Fuente: South African Society for Microbiology
(http://sasm.org.za/blog/item/4-prof-doug-rawlings.html#.UMCr6eTK44x)
 Bacteria Gram (-)
 Con aspecto de Bacilo
 0,5-0,6 µm de ancho y 1,0-2,0 µm de largo
 Asociación en parejas, rara vez en cadenas cortas
 Posee un único Flagelo

5.  Sulfuro de hierro (III) FeS2
principal fuente energética
 Formas degradativas de la pirita por
Acidithiobacillus ferrooxidans:
 Mecanismo Directo
 Mecanismo Indirecto
Figura 3: Pirita o pirita de hierro (sulfuro de hierro (III) )
Fuente: Diccionario de Geoquímica
(http://www.geofisica.cl/English/pics9/Geoquimica.htm)
Figura 4: Mina de hierro El Romera
Fuente: Apuntes de Geología de Minas
(http://www.aulados.net/Geologia_yacimientos/Geologia_Minas/Geologia_Minas_portada.htm)

6. Mecanismo Directo
 Adhesión de Acidithiobacillus ferrooxidans a la mena de pirita por medio de
lipolisacaridos
 La bacteria Utiliza el agua y el oxígeno disponible para romper la pirita. El
mecanismo utilizado por ella aún está en estudio
 Luego de finalizada la degradación la pirita es separada en ión ferroso y
ácido sulfúrico.
FeS2 + H2O + 7/2 O2 → Fe2+ + 2SO42- + 2H+
Figura 5: Fotografía microscopica pirita degradada por
Acidithiobacillus ferrooxidans
Fuente: Microbial Oxidation of Sulfide Tailings and the
Environmental Consequences
(http://elements.geoscienceworld.org/content/8/2/119.abstract)

7. Mecanismo Indirecto
 Ocurre inmediatamente después de sucedido el mecanismo directo
 El A. ferrooxidans al encontrar ión ferroso (Fe+2) es capaz de oxidarlo y
convertirlo en ión férrico (Fe+3), éste a su vez realiza el mismo trabajo que el
A. ferrooxidans (mecanismo directo) de forma natural pero más lento.
FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO4 2- + 16 H+
Figura 6: Fe (II) oxidado y convertido a Fe (III) por
Acidithiobacillus ferrooxidans
Fuente Tokyo Tech/Iron-oxidizing bacteria
(http://2009.igem.org/Team:Tokyo_Tech/Iron-oxidizing_bacteria)

8. Figura 7: La cadena de transporte de electrones de Acidithiobacillus ferrooxidans. A la izquierda la ruta para
generar NADH, una molécula indispensable para convertir materia inorgánica en materia orgánica. A la derecha
la ruta para convertir los protones en moléculas de agua.
Fuente: Extending the models for iron and sulfur oxidation in the extreme Acidophile Acidithiobacillus
ferrooxidans
(http://www.biomedcentral.com/1471-2164/10/394/)

9. Figura 8: La cadena de transporte de electrones de Acidithiobacillus ferrooxidans. A la izquierda la ruta para
generar ácido sulfúrico y a la derecha para generar azufre puro.
Fuente: Characteristics and adaptability of iron- and sulfur-oxidizing microorganisms used for the recovery of
metals from minerals and their concentrates
(http://www.microbialcellfactories.com/content/4/1/13/abstract)

10. Aplicación de A. ferrooxidans
en la industria
 Biolixviación
Proceso por el cual un conjunto de bacterias tienen la capacidad de liberar el
metal de valor presente en un mineral, las cuales lixivian, es decir, disuelven minerales
y los solubilizan.
A. ferrooxidans, es una de las principales bacterias, de la cual ha sido la más
estudiada. Fue aislada por primera vez desde aguas de una mina de carbón, en el año
1947, identificándola como la primera bacteria capaz de lixiviar el cobre.
Figura 9: Planta industrial diseñada para la biolixiviación en tanques, es decir, para la purificación de metales
a partir de los minerales que estos contienen empleando para ello medios biológicos y aumentando el
rendimiento mediante tanques de cultivo
Fuente: BacTech
(http://www.bactechgreen.com/s/Home.asp)

11. Figura 9: Proceso de biolixiviación aplicado a la obtención de cobre a partir del mineral original
Fuente : Springer 2009
(http://books.google.es/books?id=TqAKrrIRPOEC&pg=PA239)

12.  Biorremediación
En la biorremediación, se utilizan medios biológicos para la descontaminación
de diferentes ambientes, en este caso A. ferrooxidans, que presenta una buena
capacidad de absorción de metales pesados
A. ferrooxidans es combinado con otras bacterias, aumentando la eficiencia del
proceso ya que estos microorganismos poseen una característica llamada
bioacumulación.
Figura 10: Esquema Biorremediación de suelos
Fuente: (http://oldearth.files.wordpress.com/2008/06/biore-2.jpg)

13. Fuente: 20 minutos
(http://www.20minutos.es/noticia/816351/0/)

14. Referencias
 CIMM (2005). “Biolixiviación: La Nueva Minería”. Web Centro de Investigación
Minera y Metalúrgica.
 http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/008.pdf
 http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=
1&note=84
 Jerez CA. 2009. Chapter 13 Biomining Microorganism: Molecular Aspects and
Applications in Biotechnology and Bioremediation. Advances in Applied
Bioremediation. Springer, 361 p.
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2621215/figure/F1/
 https://www.ucursos.cl/ingenieria/2007/1/MI51G/1/material_docente/previsualizar.
php?id_material=129295
 http://datos.sndb.mincyt.gob.ar/portal/species/browse/taxon/4260293/