Mecanismos y microorganismos de la quimiosíntesis: carbono y nitrógeno
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Quimiosíntesis
Quimiosíntesis: Para fijar el CO2 en compuestos orgánicos se necesita energía en forma de ATP, que se puede obtener de diferentes maneras; además, debe haber un aporte del poder reductor, principalmente NADH + H+, para reducir el CO2 hasta compuestos orgánicos que contengan carbono.
Quimiosíntesis del carbono
Entre los microorganismos que realizan quimiosíntesis del carbono destacan diversos grupos bacterianos que obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos. A continuación se describen los principales tipos:
Bacterias nitrificantes: Son bacterias que realizan la nitrificación. Un ejemplo son las del género Nitrobacter, cuyo sustrato es el nitrito, que oxidan a nitrato. La energía desprendida en la reacción de oxidación se invierte en generar un gradiente de protones.
También existen bacterias capaces de oxidar amonio a nitrito, como las del género Nitrosomonas. Estas bacterias nitrificantes suelen vivir en suelos ricos en sales amoniacales procedentes de la descomposición de materia orgánica (cadáveres, excrementos, etc.).
Bacterias sulfatizantes (sulfobacterias): Viven en aguas ricas en sulfuro de hidrógeno libres o en simbiosis en las branquias de algunos invertebrados marinos. También se les denomina sulfobacterias incoloras.
Bacterias del hierro (ferrobacterias): Habitan en aguas ricas en sales ferrosas (Fe2+), que oxidan a formas férricas (Fe3+). Por ejemplo, pueden oxidar carbonato ferroso con desprendimiento de CO2.
Bacterias del metano (metanotróficas): Se encuentran en grandes fondos marinos o en materia orgánica en descomposición; muchas veces establecen simbiosis con invertebrados marinos. Utilizan la oxidación del metano como fuente de energía.
Quimiosíntesis del nitrógeno
Los organismos autótrofos captan el nitrógeno a partir de nitratos disueltos, mientras que los heterótrofos lo obtienen a partir de los alimentos orgánicos. Existen grupos de bacterias y cianobacterias capaces de fijar el nitrógeno atmosférico (N2); estos organismos poseen un complejo enzimático denominado nitrogenasa.
La fuente de electrones para la reducción del nitrógeno puede ser el NADPH. Los electrones son transferidos a la ferredoxina, que a su vez los transfiere a la nitrogenasa. Los seis electrones necesarios para la reducción del N2 se van cediendo de dos en dos; el último paso requiere ATP.
Ejemplos
Ejemplos de organismos fijadores de N2: Azotobacter y Clostridium.
Conceptos clave
- ATP: energía requerida para fijar CO2 y para el último paso de la fijación de N2.
- Poder reductor: principalmente NADH + H+ o NADPH, necesario para reducir compuestos inorgánicos.
- Nitrogenasa: complejo enzimático responsable de la fijación del N2.
- Ferredoxina: transporta electrones hacia la nitrogenasa.
Nota: Se ha mantenido el contenido original y se han corregido errores ortográficos y gramaticales, así como la estructura para facilitar la lectura y la identificación de conceptos clave.