Litótrofos

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Los litótrofos (del otro griego λίθος , “piedra” y del otro griego τροφή , “alimento”) son organismos para los cuales son necesarios donantes de electrones para procesos de biosíntesis (por ejemplo, fijación de carbono ) o almacenamiento de energía (por ejemplo, síntesis de ATP ), a través de aerobios . o respiración anaeróbica , son sustancias inorgánicas [1] . Opuesto a los organótrofos . Quimiolitotrofia encontrada solo entre arqueas y bacterias .. Muchos protistas y plantas superiores son fotolitotrofos, cuyos plástidos (descendientes de cianobacterias) utilizan el agua como donante de electrones. Los litótrofos pueden formar relaciones simbióticas, en cuyo caso se denominan "simbiontes procarióticos". Un ejemplo de tal relación es la simbiosis de bacterias quimiolitotróficas con gusanos poliquetos gigantes o plástidos dentro de las células vegetales, que podrían haberse originado a partir de bacterias fotolitotróficas como las cianobacterias (ver Simbiogénesis ).

Historia

El término fue propuesto en 1946 por Lvov et al . [2] .

Clasificación

• Quimiolitotrofos  : los donantes de electrones inorgánicos se oxidan en la célula y los electrones se utilizan como fuente de energía en el ETC para crear un gradiente de protones.
  • Quimiolitoautótrofos . La mayoría de los quimiolitotrofos son capaces de fijar CO 2 a través del ciclo de Calvin , convirtiéndolo en glucosa , siendo así autótrofos [3] . Este proceso de obtención de materia orgánica a partir del CO 2 debido a la energía de oxidación de sustancias inorgánicas se denomina quimiosíntesis , por analogía con la fotosíntesis . Esta forma de metabolismo fue descrita por primera vez por el microbiólogo Sergei Vinogradsky .
  • Los quimiolitoheterótrofos no pueden fijar el dióxido de carbono como fuente de carbono y deben consumir compuestos orgánicos del medio ambiente. Debido a esta dependencia, los quimiolitoheterótrofos estrictos son extremadamente raros.

Los quimiolitoautótrofos pueden ser obligados o facultativos ( mixótrofos ). Los quimiolitoautótrofos facultativos utilizan materia orgánica además de su capacidad para fijar carbono. La mayoría de los quimiolitoautótrofos son mixotróficos.

• Fotolitotrofos  : usan la energía de la luz, y los donantes de electrones inorgánicos se usan solo en reacciones reductoras de biosíntesis.
  • Fotolitoautótrofos . Los organismos fotolitotróficos incluyenbacterias fotosintéticas . Las bacterias fotolitotróficas se encuentran entre las bacterias de azufre púrpura ( Chromatiaceae), bacterias verdes ( Chlorobiaceae y Chloroflexi ), proclorofitas y cianobacterias . Las bacterias de azufre púrpura y verde oxidan sulfuro, azufre elemental, sulfito, iones ferrosos (Fe 2+ ) o hidrógeno (H 2 ). Las cianobacterias y proclorofitas reciben equivalentes reductores cuando el agua se oxida a oxígeno. Los electrones recibidos de un donante de electrones inorgánico no se usan para la síntesis de ATP, pero se usan en reacciones biosintéticas. Algunos fotolitotrofos cambian su metabolismo a quimioorganotrófico en la oscuridad.
  • Fotolitoheterótrofos - no ocurren.

Representantes

Algunos representantes de Bacteria y Archaea son litótrofos .

Los quimiolitotrofos son [4] [5] [6] [7]

Nombre	Representantes	Fuente de energía y electrones.	Aceptor de cadena respiratoria
bacterias del hierro	Acidithiobacillus ferrooxidans	Fe 2+ → Fe 3+  + e - [8]	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
Bacterias del nódulo	Nitrosomonas	NH 3 ( amoníaco ) → NO− 2( nitrito ) + e - [9]	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
bacterias nitrificantes	Nitrobacter	NO− 2(nitrito) → NO− 3( nitrato ) + e - [10]	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
Bacterias quimiotróficas de azufre púrpura	halotiobaciliáceas	S2− ( sulfuro ) → S0 ( azufre ) + e-	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
bacterias del azufre	Rhodobacteraceae y Thiotrichaceae quimiotróficas	S0 ( azufre ) → SO2−4 _( sulfato ) + e-	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
Bacterias aeróbicas de hidrógeno	Cupriavidus metallidurans	H 2 ( hidrógeno ) → H 2 O ( agua ) + e - [11]	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
Carboxidobacterias aeróbicas	Pseudomonas carboxydovorans	monóxido de carbono (CO) → dióxido de carbono (CO 2 ) + e -	O 2(oxígeno) → H 2O (agua)
Oxidantes de amonio anaerobios	planctomicetos	NH 3 ( amoníaco ) → N 2(nitrógeno) + e - [12]	NO− 2(nitrito)
bacterias tiónicas	Thiobacillus denitrificans	S0 ( azufre ) → SO2−4 _(sulfato) + e - [13]	NO− 3(nitrato)
carboxidobacterias	Pseudomonas carboxidoflava	monóxido de carbono (CO) → dióxido de carbono (CO 2 ) + e -	NO− 3(nitrato)
Bacterias reductoras de sulfato	Desulfotignum fosfitoxidanos	correos3− 3( fosfito ) → PO3−4 _( fosfato ) + e-	sulfato (SO2−4 _)
Metanógenos hidrogenotróficos	Methanothermobacter marburgensis	H 2 ( hidrógeno ) → H 2 O ( agua ) + e -	CO2 ( dióxido de carbono )
Homoacetógenos autótrofos	Clostridium thermoaceticum	H 2 ( hidrógeno ) → H 2 O ( agua ) + e -	CO2 ( dióxido de carbono )
Bacterias carboxitróficas hidrogenógenas	Carboxydothermus hidrogenoformans	monóxido de carbono (CO) → dióxido de carbono (CO 2 ) + e -	H 2O (agua) → H 2(hidrógeno)
Bacterias formatróficas hidrogenógenas	Thermococcus onnurineus [14]	formiato (HCOO - ) → dióxido de carbono (CO 2 ) + e -	H 2O (agua) → H 2(hidrógeno)

Véase también

• autótrofos
• Endolitos
• heterótrofos
• organotrofos

Notas

1. ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph Archivado desde el original el 24 de agosto de 2013. ." Universidad Estatal Weber . pags. 1-2.
2. ↑ Lwoff, A., C. B. van Niel, P. J. Ryan y E. L. Tatum (1946). Nomenclatura de tipos nutricionales de microorganismos. Simposios de Cold Spring Harbor sobre biología cuantitativa (5.ª ed.), vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, Nueva York, págs. 302–303, [1] Archivado el 7 de noviembre de 2017 en Wayback Machine .
3. ↑ Kuenen, G. Oxidación de compuestos inorgánicos por quimiolitotrofos // Biología de los procariotas  (neopr.) / Lengeler, J.; Drews, G.; Schlegel, H. - John Wiley & Sons , 2009. - Pág. 242. - ISBN 9781444313307 .
4. ↑ Jorge G. Ibáñez; Margarita Hernández-Esparza, Carmen Doria-Serrano, Mono Mohan Singh. Química Ambiental: Fundamentos  (indefinido) . - Springer, 2007. - Pág. 156. - ISBN 978-0-387-26061-7 .
5. ↑ Lengeler, Joseph W.; Drews, Gerhart; Schlegel, Hans Gunter. Biología de los Procariotas  (neopr.) . — Georg Thieme Verlag, 1999. - S. 249. - ISBN 978-3-13-108411-8 .
6. ↑ Reddy, K. Ramesh; DeLaune, Ronald D. Biogeoquímica de los humedales: ciencia y  aplicaciones . - CRC Press , 2008. - Pág. 466. - ISBN 978-1-56670-678-0 .
7. ↑ Canfield, Donald E.; Christensen, Eric; Thamdrup, Bo. Geomicrobiología Acuática  (neopr.) . - Elsevier , 2005. - Pág. 285. - ISBN 978-0-12-026147-5 .
8. ↑ Meruane G., Vargas T. Oxidación bacteriana de hierro ferroso por Acidithiobacillus ferrooxidans en el rango de pH 2.5–7.0  //  Hydrometallurgy : journal. - 2003. - vol. 71 , núm. 1 . - pág. 149-158 . - doi : 10.1016/S0304-386X(03)00151-8 .
9. ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2013 ". Universidad Estatal Weber . pags. 7.
10. ↑ " Bacterias nitrificantes Archivado el 12 de septiembre de 2017 en Wayback Machine ". espectáculo de poder pags. 12
11. ↑ Libert M., Esnault L., Jullien M., Bildstein O. Hidrógeno molecular: una fuente de energía para la actividad bacteriana en la eliminación de desechos nucleares  //  Física y Química de la Tierra: revista. - 2010. Archivado el 27 de julio de 2014. Copia archivada (enlace no disponible) . Consultado el 30 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 27 de julio de 2014. (indefinido) 
12. ↑ Kartal B., Kuypers MM, Lavik G., Schalk J., Op den Camp HJ, Jetten MS, Strous M. Bacterias Anammox disfrazadas de desnitrificantes: reducción de nitrato a gas dinitrógeno a través de nitrito y amonio  //  Environmental Microbiology : journal. - 2007. - vol. 9 , núm. 3 . - P. 635-642 . -doi : 10.1111/ j.1462-2920.2006.01183.x . — PMID 17298364 .
13. ↑ Zwolinski, Michele D. " Lithotroph. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2013 ". Universidad Estatal Weber . pags. 3.
14. ↑ Kim, JL , Lee, HS , Kim, ES , et al. Crecimiento impulsado por formato junto con la producción  de H 2 (inglés)  // Nature: revista. - 2010. - No. 467 . - P. 352-355 .

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