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Biotecnología medioambient
al
Autores: Cristina Romero, Katherine Vílchez
Conservar y mantener los recursos naturales
Es un reto
Los recursos naturales del planeta son finitos y por lo tanto limitados.
AUMENTO INDISCRIMINAD
O
Agroalimentario y energético
Actividades antropogènicas
Población mundial
CONTAMINACION AMBIENTAL
Desarrollo sostenible: donde el
hombre se vea beneficiado sin afectar lo que le rodea
No solo un deber, más que una obligación.
La BiotecnologíaEs una herramienta
Biotecnología medioambiental: actividades tecnológicas que
comprender y gestionan los sistemas biológicos (principalmente los
sistemas microbianos) en el medio ambiente.
Permite investigación de diferentes ciencias
Biología Molecular, Ingeniería en Genética y Microbiología
Ambiental
Dándole accesos a novedosas herramientas para identificar, clasificar y preservar el
patrimonio genético propio de la diversidad biológica
Aprovechar y mejorar la versatilidad de organismos exóticos que habitan en ambientes extremos como los manantiales termales, glaciares, nieves perpetuas.
Mitigar la contaminación ambiental y mejorar la calidad de nuestro
medio ambiente
Mediados por microorganismos: menos contaminantes, más productivos
eficientemente y económicamente.
Procesos químicos
Bioprocesos
En general podemos afirmar que:
La Biotecnología Ambiental brinda soluciones prácticas a la
problemática de la contaminación ambiental masiva en la actualidad,
logrando la mitigación de la misma.
Aprovechamiento de los recursos naturales.Economía
Menor alteración del ambiente
Bacterias descomponedores
Bacterias Hongos
Utilizan la materia orgánica para construir su propia sustancia celular y para obtener la energía necesaria para sus procesos vitales.
Remineralización: transforman la materia orgánica.
La principal función de bacterias y hongos en el equilibrio de la materia en el agua.
OXIGENO Es decir aguas aerobias: ambientes
anaerobios los ciclos de degradación suelen quedar incompletos.
Mas atacables
Azucares
Proteínas
Menos atacables
Grasa
Celulosa
Período de recambio o ciclo metabólico
Tiempo que tardarían los microorganismos heterótrofos en descomponer una cantidad determinada de materia orgánica presente en el agua
Bacterias
Procariotas.
AutótrofosFotótrofos
HeterótrofosQuimiotrótofos
Hongos
Descomposición de material vegetal.
Requieren tiamina y raramente otras
vitaminas.Importante en el
metabolismo de los ecosistemas acuáticos.
Planta marina
ALGAS
Eucariotas
realizar fotosíntes
is
carbono orgánico=luz del sol.
Pueden crecer en la oscuridad cuando se les proporciona compuestos orgánicos de carbono.
Biorremediación
Proceso que utiliza microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para
retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición
natural.
Puede ser empleada
Atacar contaminantes específicos del
suelo
Bacteriana de compuestos
organoclorados
Degradación o de Hidrocarbur
os
Por ejemplo:
Limpieza de derrames de
petróleo
Petróleo por medio de la adición de fertilizantes con
nitratos
forma facilitar la
descomposición del petróleo
crudoSulfatos para estimular la
reproducción de bacterias nativas o
exógenas (introducidas)
LA BIORREMEDIACIÓN USANDO MICROORGANISMOS fue inventada por el
científico norteamericano George M. Robinson y es una de las más utilizadas
No todos los contaminantes son fáciles de biorremediar, por ejemplo:
Metales pesados:• Cadmio • Plomo • Mercurio
NO son absorbidos o capturados por estos organismos
La incorporación a la cadena alimentaria agrava el problema
Se puede usar la remediación por medio de plantas o fitorremediación.
Concentren estas
toxinas en sus partes
aéreas
Plantas transgénica
s
Concentrados y Reciclados para
usos industriales.
Cosechadas y
eliminadas.
La eliminación de contaminantes del medio ambiente requiere un conocimiento creciente:
De la relativa importancia de sus ciclos químicos. Redes de regulación del ciclo del carbono en
diversos ambientes y para cada compuesto en particular.
CARBONO
OXIGENO
AGUANITROGENO
AZUFRE
COMPOSTAJE
Es un proceso de transformación de
la materia orgánica
Fenómeno natural de la descomposición de materia orgánica que llevan a cabo una
serie de microorganismos en presencia de aire y de humedad.Microorganismos (Enzimas)
Se alimentan del nitrógeno y del carbono
Van reduciendo el tamaño
Cambiando las propiedades originales de color textura y composición
Con la capacidad de alimentar a las plantas.
Capaz mejorar la textura del suelo, la aireación del mismo y de mantener la
vida microbiana.
La basura diaria que se genera en los hogares contiene un 40% de materia orgánica, que puede
ser reciclada y retornada a la tierra.
De cada 100kg de basura orgánica se obtienen 30 kg de
compost.
Con el compostaje doméstico se emiten 5 veces menos gases de efecto invernadero
que el compostaje industrial para tratar la misma cantidad de restos de cocina y jardín.
BIOGAS
MICROORGANISMOS
En ausencia de oxígeno la materia orgánica se descompone formando una mezcla de
gases conocida como biogás
GASES PRINCIPALES Metano (50-75 vol. %) Dióxido de carbono (25-50 vol. %).
Pequeñas cantidades de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, amoníaco.
La composición del gas está determinada esencialmente por los sustratos, la
fermentación (digestión) y los distintos diseños técnicos de las plantas.
Ácidos grasos bajos ( propiònico, butírico)
Material de inicio ( proteínas, carbohidratos, grasas)
Otros productos (acido láctico, alcoholes, etc.)
Acetogènesis
Ácidos acético H2 + CO2
Metanogénesis
Biogás CH4 + CO2
Elementos orgánicos simples (aminoácidos, ácidos grasos, azucares)
Bioenergía Metagenómica
La clave
Enorme diversidad genética en la biósfera
Se pueden identificar genes en el medio ambiente que mejoren la
supervivencia de microorganismos ante sustancias tóxicas.
Ventajas • Construcción de la Biblioteca (conjunto de
colonias transformadas).
• Expresar diferentes proteínas de interés en el medio de cultivo.
• Las bacterias transformadas son capaces de degradar el compuesto.
Jatropha curcas, soya y maíz
Utilizados para mejorar la conversión de biomasa en biocombustible (bioenergía) de
forma que no contamine.
Producción de biomasa.
Contenido de aceites o de azúcares.
Facilitar su conversión a biocombustibles
AUMENTAR
Ingeniería en genética• Mejorar su resistencia (clima,
plagas, medio que lo rodea)
• Aumentar su productividad mejorando costos.
