Este documento presenta información sobre la cátedra de biorremediación de la Universidad de Chile durante el período abril-agosto de 2015. Incluye detalles sobre los integrantes de la cátedra, la fecha de entrega de la unidad II y bases químicas y genéticas sobre la degradación de petróleo como su composición, condiciones aeróbicas y anaeróbicas, y genes involucrados.

1. CÁTEDRA DE BIORREMEDIACIÓN
INTEGRANTES:
- Muñoz Lilibeth
- Tapia Edison
PERÍODO ACADÉMICO
Abril 2015 - Agosto2015
FECHA DE ENTREGA:
2015/05/26
UNIDAD II
BASES QUÍMICAS Y GENÉTICAS DE LA
DEGRADACIÓN DE PETRÓLEO

2. BASES QUÍMICAS Y GENÉTICAS
DE LA DEGRADACIÓN DE
PETRÓLEO
BASES
BIOQUÍMICAS
Por su composición, el
petróleo resulta ser una
excelente fuente de
carbono y energía.
La biodegradación de
los hidrocarburos
ocurre
mayoritariamente en
condiciones aeróbicas.
La degradación
anaeróbica, que es
minoritaria aunque no
despreciable, se pensó
durante mucho tiempo
que no era posible.
se expuso que si existía
una degradación
anaerobia no podrían
formarse depósitos
petrolíferos, ya que
estos habrían sido
consumidos a lo largo
de los periodos
geológicos por acción
bacteriana.
El petróleo se genera a
grandes temperaturas y
por tanto se encuentra
depositado en un
medio prácticamente
estéril.
Sea su biodegradación
anaeróbica o aeróbica,
las bacterias necesitan un
comburente para oxidar
los hidrocarburos. Este es el
oxígeno en aerobiosis y
nitrato, sulfato o Fe(III) en
anaerobiosis. Como los
hidrocarburos son
químicamente muy inertes
es necesario un primer
paso de activación que
los hace más hidrofílicos y
susceptibles de posteriores
reacciones de
degradación.

3. BASES
BIOQUÍMICAS
HIDROCARBUROS
ALIFÁTICOS
La degradación de hidrocarburos
alifáticos saturados es un proceso
que ocurre preferentemente en
condiciones de aerobiosis.
HIDROCARBUROS
AROMÁTICOS
La degradación de compuestos
aromáticos naturales en
condiciones aeróbicas.
Consiste en la oxidación del grupo
metilo terminal hasta el carboxilo,
convirtiéndose así un compuesto
hidrofóbico en un ácido graso que se
puede asimilar por β-oxidación.
La oxidación es secuencial, pasando de
metilo a alcohol, aldehído, y finalmente
ácido que aueda activado en forma de
acil-coenzima A. el primer paso requiere
oxígeno molecular y está catalizado por
el alcano oxidasa.
son uno de los componentes del
petróleo que presenta mayor
persistencia al medio ambiente debido
a su estabilidad. El petróleo contiene
cantidades variables de hidrocarburos
aromáticos simples, como el benceno o
el tolueno, y policíclicos (HAP) que son
los más tóxicos.
La degradación de muchos
compuestos aromáticos transcurre a
través de los intermediaros catecol y
protocatecuato, que posteriormente
son atacados por dioxigenasas. De
esta forma se genera
intermediariosdel ciclo de Krebs tales
como succinato, acetil-CoA y
piruvato.

4. BASES GENÉTICAS
Se destaca que, como en otras rutas metabólicas, los genes
responsables de la degradación de algunos componentes del
petróleo se encuentran localizados en plásmidos.
El primero los plásmidos catabólicos
relacionados con la degradación de
hidrocarburos (Plásmidos SAL y OCT).
El segundo, de importancia en la
Biotecnología, es la expansión de rutas
catabólicas relacionadas con la
biodegradación de petróleo mediante
plásmido fue la base de la primera
patente que se hizo de un ser vivo.
El desarrollo de una nueva industria se basó en la construcción de una bacteria del género Pseudomonas en
la que se introdujeron cuatro plásmidos, de los cuales al menos dos de mantienen establemente, y que
codifican la degradación de varios componentes del petróleo. Todos los plásmidos eran naturales, y también
la bacteria, pero el resultado es algo que no ocurre accidentalmente en la naturaleza y, por tanto se
consideró que era susceptible de patentarse.

5. ECOTOXICOLOGÍA ACUATICA Y
TERRESTRE DE LOS
HIDROCARBUROS
Los daños causados por la contaminación por petróleo son
varios. Reducción o destrucción de la vida marina, destrucción
de los hábitat de toda forma de vida silvestre, reducción total o
parcial de las playas costeras y sus animales. Aunque todos los
efectos tóxicos del petróleo son de difícil evaluación, debido a
la amplia gama de compuestos químicos que lo compone.
Las principales propiedades del petróleo que influyen sobre el
ambiente son las siguientes:

6. Toxicidad:
Los hidrocarburos aromáticos de bajo
punto de ebullición son letales para casi
todos los organismos terrestres y marinos.
Algunos de los hidrocarburos parafínicos
son menos tóxicos y hasta no tóxicos para
los seres vivientes.
Solubilidad:
Los hidrocarburos de alto peso molecular
son insolubles en agua. Los derivados del
benceno y los naftalenos pueden
solubilizarse en agua. Dicha solubilidad
influirá en la toxicidad del componente
de petróleo en el ámbito marino.
Biodegradabilidad:
La biodegradación del petróleo es
función de sus características y peso
molecular de sus componentes, por
lo cual la tasa de degradación
debe estudiarse y referirse al tipo de
petróleo producido.
Volatilidad, densidad y
actividad superficial:
Indican las tendencias del
petróleo y de sus componentes
a la evaporación, a hundirse o
a dispersarse fácilmente o no.
Carcinogenicidad:
Varios componentes del
petróleo tienen sustancias
potencialmente
carcinógenas.

7. El petróleo o cualquier tipo de
hidrocarburos, crudo o refinado
dañan la ecología marina a
través de diferentes efectos:
Muerte de los organismos por asfixia.
Muerte de los organismos por envenenamiento, sea por absorción, o por
contacto.
Muerte por exposición a los componentes tóxicos del petróleo, solubles
en agua.
Destrucción de los organismos jóvenes o recién nacidos.
Destrucción de las fuentes alimenticias de las especies superiores.
Disminución de la resistencia, infecciones, etc. de las especies y en
particular de las aves por absorción de cantidades sub-letales de
petróleo.
Incorporación de carcinógenos en la cadena alimentaria.
Efectos negativos sobre la reproducción y propagación a la fauna y flora
marina.

8. Los hidrocarburos saturados de bajo punto de
ebullición, fácilmente solubles en agua de mar
producen anestesia y narcosis en los animales
"contaminados", y muertes a altas concentraciones.
Es conocido que el ciclo propano y el eteno son
anestésicos potentes
Los hidrocarburos saturados de alto punto de
ebullición están presentes naturalmente en muchos
organismos marinos y no son altamente tóxicos, sin
embargo pueden interferir con la recepción de los
estímulos químicos que utilizan ciertos animales
marinos para comunicarse entre sí.
Los hidrocarburos aromáticos son altamente tóxicos. Los
aromáticos de bajo punto de ebullición son solubles en agua
y pueden matar por contacto (benceno, tolueno, xileno). Los
aromáticos de alto punto de ebullición y en particular los
aromáticos polinucleares, pueden ser venenosos largo plazo.
El naftaleno y el fenantreno, por ejemplo, son más tóxicos
para los peces que el xileno o benceno.