Acidithiobacillus es un género de Acidithiobacillia del filo " Pseudomonadota ". Este género incluye diez especies de microorganismos acidófilos capaces de oxidar azufre y/o hierro: Acidithiobacillus albertensis, Acidithiobacillus caldus, Acidithiobacillus cuprithermicus, Acidithiobacillus ferrianus, Acidithiobacillus ferridurans, Acidithiobacillus ferriphilus, Acidithiobacillus ferrivorans, Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus sulfuriphilus y Acidithio. bacilo tiooxidans. [1] A. ferooxidans es el género más estudiado, pero A. caldus y A. thiooxidans también son importantes en la investigación. Como todos los "Pseudomonadota" , Acidithiobacillus spp. Son Gram negativos y no forman esporas. [2] También juegan un papel importante en la generación de drenaje ácido de mina ; un importante desafío ambiental global dentro de la industria minera . [3] Algunas especies de Acidithiobacillus se utilizan en biolixiviación y biominería . [4] Se presume que una parte de los genes que apoyan la supervivencia de estas bacterias en ambientes ácidos se obtuvieron mediante transferencia horizontal de genes . [5]
Los acidithiobacillus son quimiolitoautótrofos que pueden presentarse como acidófilos , mesófilos o mesotermófilos. [6] Acidithiobacillus caldus también puede crecer mixotróficamente. Actualmente, el género comprende diez especies que son capaces de obtener energía mediante la oxidación de compuestos de azufre, y algunas especies también utilizan hierro ferroso y férrico. Algunas especies también han evolucionado para utilizar hidrógeno y nitrógeno del medio ambiente. [1] Asimilan carbono a partir de dióxido de carbono utilizando la variante transaldolasa del ciclo de Calvin-Benson-Bassham . El género comprende células móviles con forma de bastón que pueden aislarse de entornos de pH bajo, incluidos microambientes de pH bajo en granos minerales que de otro modo serían neutros.
El orden Acidithiobacillales (es decir, Thermithiobacillus [7] ) eran anteriormente miembros de Gammaproteobacteria , con un debate considerable sobre su posición y que también podrían pertenecer a Betaproteobacteria , pero la situación se resolvió mediante estudios de alineación del genoma completo y ambos géneros han sido reclasificados. a la nueva clase Acidithiobacillia . [8]
Algunos miembros de este género fueron clasificados como Thiobacillus spp., antes de ser reclasificados en 2000. [9]
Las especies de Acidothiobacillus se utilizan en la industria de la biohidrometalurgia en métodos llamados biolixiviación y biominería , mediante los cuales los metales se extraen de sus minerales mediante oxidación bacteriana . La biominería utiliza residuos radiactivos como mineral junto con las bacterias para obtener oro, platino, polonio, radón, radio, uranio, neptunio, americio, níquel, manganeso, bromo, mercurio y sus isótopos. [12]
Acidithiobacillus ferrooxidans se ha convertido en una bacteria de importancia económica en el campo de la biohidrometalurgia , en la lixiviación de minerales sulfurados desde su descubrimiento en 1950 por Colmer, Temple y Hinkle. El descubrimiento de A. ferrooxidans condujo al desarrollo de la “ biohidrometalurgia ”, que se ocupa de todos los aspectos de la extracción de metales mediada por microbios a partir de minerales o desechos sólidos y del drenaje ácido de minas. [13] Se ha demostrado que A. ferrooxidans es un potente organismo lixiviador para la disolución de metales de minerales de sulfuro de baja ley. Recientemente, la atención se ha centrado en el tratamiento de concentrados minerales, así como de minerales de sulfuro complejos utilizando reactores discontinuos o de flujo continuo.
Acidithiobacillus ferrooxidans se encuentra comúnmente en el drenaje ácido de las minas y en los relaves de las minas . La oxidación del hierro ferroso y los oxianiones de azufre reducido, los sulfuros metálicos y el azufre elemental dan como resultado la producción de sulfato férrico en ácido sulfúrico, lo que a su vez provoca la solubilización de metales y otros compuestos. Como resultado, A. ferrooxidans puede ser de interés para procesos de biorremediación . [14] Acidithiobacillus también es comúnmente abundante en las superficies internas de las alcantarillas en áreas que exhiben corrosión; La secuenciación genética identifica a Acidothiobacillus thiooxidans como la especie habitualmente presente, aunque ocasionalmente está ausente en dichos lugares. [15]
Acidithiobacillus spp. Se presentan como células individuales u ocasionalmente en pares o cadenas, dependiendo de las condiciones de crecimiento. Se han descrito especies muy móviles, así como inmóviles. Las cepas móviles presentan un único flagelo a excepción de A. albertensis , que presenta un penacho de flagelos polares y un glicocálix. La fijación de nitrógeno también es una función ecológica importante que llevan a cabo algunas especies de este género, al igual que el crecimiento utilizando hidrógeno molecular como fuente de energía; ninguna propiedad se encuentra en todas las especies. Algunas especies pueden utilizar hierro férrico como aceptor terminal de electrones.
Acidithiobacillus spp. Se sabe que habitan en ambientes diversos como aguas termales, drenaje ácido de minas ( drenaje de minas abandonadas ) o relaves de minas , suelos ácidos y cuevas sulfurosas. Las aguas termales terrestres son actualmente un importante foco de investigación, ya que pueden proporcionar condiciones limitantes conocidas para el género, pero albergan comunidades microbianas en las que a veces están presentes Acidithiobacillus . Las condiciones óptimas de pH para estas bacterias varían entre especies, pero algunas se han observado a nivel de género en condiciones de pH de hasta 8,94 y temperaturas de hasta 97,6°C. Todas las especies de Acidithiobacillus pueden crecer en condiciones de pH y temperatura entre 0,5 y 6,0 y entre 5 °C y 52 °C. [16] Son altamente tolerantes a los metales pesados y pueden prosperar en ambientes donde están presentes altas concentraciones de estos metales. Para obtener energía, han evolucionado para acoplar la oxidación del azufre al oxígeno molecular, pero también pueden utilizar otros recursos a su alrededor como donadores o aceptores de electrones. [1] Se han adaptado a vivir en estos entornos mediante la transferencia horizontal de genes , pero la base mediante la cual pueden sobrevivir en entornos de pH bajo probablemente evolucionó a través de la transferencia vertical de genes . Es probable que los genes fundamentales de la resistencia a los ácidos en Acidithiobacillus se heredaran primero de un neutrófilo , posiblemente termófilo, y a lo largo de su historia evolutiva se obtuvieron más genes de resistencia a los ácidos de acidófilos vecinos . [5] [1] Si bien el rasgo de oxidación de azufre es omnipresente en todo el género, la oxidación de hierro es específica de A. ferrooxidans, A. ferridurans, A. ferriphilus, A. ferrivorans y A. ferrianus. [1] La transición a la actual Acidithiobacillus spp. ha ocurrido durante cientos de millones de años involucrando eventos de ganancia y pérdida de genes. Alguna evidencia apunta a que el ancestro común más reciente de Acidithiobacillus apareció aproximadamente al mismo tiempo que A. caldus , hace 800 millones de años. [17]
Acidithiobacillus es un género significativamente diverso, las especies se han adaptado para sobrevivir en diferentes ambientes bajo diversas limitaciones, como acidez, temperatura y disponibilidad de nutrientes. [18] Por ejemplo, A. caldus, que es el único termoacidófilo conocido del género, es apto para sobrevivir en temperaturas extremas de hasta 52 °C, mientras que A. ferrooxidans puede sobrevivir en condiciones extremadamente ácidas con pH <1. [16] [19] Los rasgos metabólicos de la clase Acidithiobacillia incluyen la presencia de enzimas que ayudan en el uso de sulfuro de hidrógeno, azufre elemental, tiosulfato y tetrationato en el metabolismo del azufre. Las especies capaces de oxidar el hierro también poseen genes codificados para la fijación de nitrógeno y la utilización de hidrógeno. [1] La diversidad en la composición genómica permite que estas mismas especies habiten ambientes tanto aeróbicos como anaeróbicos.
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