Tis 2 - Daiane Vieira - NFR

Prévia do material em texto

MICROBIOLOGIA – Tis 2023/2
Daiane Vieira
20112020197
Nova Friburgo
MORFO-FISIOLÓGIA DAS SULFOBACTÉRIAS
De acordo com o tipo morfológico, as bactérias podem ser classificadas em cocos (formato esférico), bacilos (em forma de bastão), vibriões e espirilos. No entanto, não se restringe a esses três, mas, são as mais frequente. Os cocos são redondos, podem ser ovais ou achatados. No plano de divisão celular, elas podem encontrar-se unidas sendo denominadas: 
· Diplococos que são em duplas 
· Estreptococos que é a forma em cadeia
· Tétrades em grupos de quatro
· Sarcinas em cubo de oito bactérias 
· Estafilococos que são e cachos de uvas 
Nos procariotos existem uma diversidade de tamanho, formatos e arranjos. Detém células têm forma que se assemelha a um limão, forma de grão de feijão, forma de chama de vela, forma de Y (forma bífida), fusiforme, filamentosa), forma retangular (ângulo reto, extremidade arredondada, forma de lágrima, triangular, curvas, afiladas e outras. 
As sulfobactérias realizam a síntese de matéria orgânica na qual a energia não é de origem solar, mas de reações de oxidação. As bactérias quimiossintetizantes são de três tipos as sulfobactérias (bactérias verdes e púrpuras), as ferrobactérias e as nitrobactérias.
Imagem 1: Desenho das formas e arranjos bacterianos (Fonte: DE OLIVEIRA, 2015). 
ASPECTOS METABÓLICOS DO PROCESSO DE FOTOSSÍNTESE EXECUTADO PELAS SULFOBACTÉRIAS PURPURAS
As sulfobactérias púrpuras são um grupo de proteobactérias que podem ocorrer em agregados, de forma isolada ou em formar de filamentos. Essas bactérias tendem a permanecer imóveis e quando se movimentam costuma ser por flagelo. 
As sulfobactérias purpuras possuem alta tolerância a ambientes com pouco oxigênio e em ambientes com matéria orgânica em decomposição elas crescem e se desenvolvem, as sulfobactérias purpuras também se adaptam a diversos ambientes e flutuações, alguns dos ambientes adaptáveis são os ambientes mesofílicos e neutrofílicos, já as flutuações são flutuações diurno-noturno, gradientes de sufeto-oxigênio e óxica-anóxicas.
“Em relação as sulfobactérias púrpuras, para que as mesmas cresçam autotroficamente a síntese de ATP não é suficiente. Um poder redutor (NADH) é necessário, de modo que o CO2 possa ser reduzido, o poder redutor de sulfobactérias púrpuras origina-se com o H2S, embora S 0, S2O3 2- e mesmo Fe2+ ou NO2- possam ser utilizados por várias espécies. Quando o H2S corresponde ao doador de elétrons, glóbulos de S0 são armazenados no interior das células. Substâncias reduzidas como H2S, são oxidadas por citocromos do tipo c, sendo os elétrons eventualmente transferidos ao “pool de quinonas” da membrana fotossintética (figura 3.10). No entanto, o E0’ da quinona (cerca de 0 volts) é insuficientemente eletronegativo para reduzir diretamente o NAD+ (-0,32 V). Em vez disso, os elétrons do pool de quinona devem ser retrocedidos de maneira forçada contra o gradiente termodinâmico, para eventualmente reduzir NAD+ a NADH. Esse processo, que requer energia, é denominado transporte reverso de elétrons, sendo dirigido pela energia da força próton motiva.”
A melhor temperatura para o crescimento das sulfobactérias púrpuras é entre 20-35°C, com o pH ligeiramente neutro, se movem para as camadas mais inferiores e constumam utilizar o enxofre para a oxidação de sulfeto. Por conta dos ambientes toleráveis, sulfobactérias purpuras encontram-se em lagoas e lagos ricos em sulfeto ou que são poluídos por esgoto também podendo ser encontradas em águas termais. Em lagos que apresentam condições extremamente fávorareis o microorganismo pode apresentar altas densidades, porém para atingir essa alta densidade é necessário um alta quantidade de luz na região anaeróbica e doadores de elétrons. 
O processo de fotossíntese executado pelas sulfobactérias purpuras é um processo biotecnológico que ocorre na conversão do sulfeto a enxofre elementar. O processo acontece nas regiões que apresentam condições anaeróbicas por conta da atividade das sulfobactérias fototróficas que estão realizando a fotossíntese anoxigênica, com a energia da luz é transferido os elétrons do enxofre para a redução do dióxido de carbono. As sulfobactérias púrpuras dentro de suas células estocam grânulos de enxofre elementar para assim realizar a oxidação do sulfato.
GEOPOSICIONAMENTO E AS CARACTERÍSTICAS AMBIENTAIS DE UMA LOCALIDADE, ONDE OCORRE O FENÔMENO DE AFLORAMENTO POPULACIONAL DE SULFOBACTÉRIAS.
O fenômeno de afloramento populacional de sulfobactérias ocorre em localidades com características ambientais específicas que são propícias ao crescimento e proliferação desses microorganismos que são em ambientes aquáticos, sendo em regiões onde há uma alta concentração de compostos sulfurados dissolvidos na água ou até em ambientes com condições extremas, incluindo áreas poluídas.
Essas bactérias são conhecidas por sua capacidade de metabolizar compostos de enxofre, como sulfetos, sulfatos e tiossulfatos, para obter energia. Quando as condições ambientais, como a disponibilidade de nutrientes e a concentração de compostos de enxofre, são favoráveis, as sulfobactérias podem proliferar e formar concentrações elevadas. 
Porém mesmo em ambientes com condições extremas as sulfobactérias conseguem prosperar por sua tolerância à poluição que suporta a presença de metais pesados, substâncias químicas tóxicas e poluentes orgânicos em seu ambiente assim desenvolvendo mecanismos adaptativos para lidar com essas condições, assim podendo proliferar em ambientes industriais como minas, refinarias, depósitos de resíduos tóxicos e locais de derramamento de produtos químicos, podendo colonizar áreas onde há concentração de compostos de enxofre e outras substâncias tóxicas.
 A presença de compostos de enxofre em áreas poluídas, como sulfetos e compostos orgânicos sulfurados, pode ser um fator atraente para as sulfo bactérias, pois esses microorganismos utilizam esses compostos como fonte de energia.
· O geoposicionamento exato dependerá da localização específica em que o afloramento de sulfobactérias ocorre. Pode ser em regiões costeiras, lagos, rios ou mesmo em ambientes terrestres e áreas poluídas.
· A altitude também pode variar dependendo da localização, uma vez que o fenômeno pode acontecer em áreas tanto a nível do mar quanto em regiões montanhosas.
· O ambiente aquático é aonde acontece a maioria dos casos, o afloramento de sulfobactérias ocorre em ambientes aquáticos, como lagoas salinas, salinas costeiras, fontes termais ou até mesmo em áreas marinhas. A presença de água é essencial, especialmente se for rica em compostos de enxofre, como sulfatos.
· Salinidade: A alta salinidade da água é uma característica comum em locais onde sulfo bactérias prosperam. Isso pode ser devido à evaporação da água em ambientes salinos, como as salinas costeiras.
· O pH Ácido ou neutro é preferível para as sulfobactérias. Portanto, a acidez da água ou do solo pode ser uma característica importante.
· Presença de compostos de enxofre sulfobactérias são autotróficas, o que significa que utilizam compostos de enxofre como fonte de energia. Locais com concentrações significativas de compostos de enxofre, como sulfetos ou enxofre elementar, são propícios para o crescimento dessas bactérias.
· Temperatura A temperatura também é um fator relevante, uma vez que sulfo bactérias podem prosperar em ambientes de temperaturas moderadas a elevadas entre 20-35°C, como fontes termais.
Portanto, para encontrar um afloramento populacional de sulfo bactérias, é importante procurar em ambientes aquáticos, particularmente aqueles com alta salinidade, pH ácido ou neutro, presença de compostos de enxofre e temperaturas apropriadas. Essas características ambientais fornecem o contexto necessário para o desenvolvimento desses microorganismos e a manifestação do fenômeno de afloramento populacional.
O CICLO DO ENXOFRE
O ciclo do enxofre é um processo biogeoquímico que descreve a circulação e a transformação do enxofre na biosfera e na geosfera. O enxofre é um elementoquímico essencial para a vida, pois faz parte de importantes compostos orgânicos e inorgânicos, desempenhando um papel crítico nos ecossistemas. O ciclo do enxofre envolve várias etapas e inclui processos biológicos, químicos e geológicos. 
Os principais reservatórios de enxofre são a atmosfera terrestre que compõe compostos gasosos, como dióxido de enxofre (SO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S), no solo e rochas em que o enxofre também está presente na forma de sulfatos e sulfetos e em ambientes aquáticos que possuem organismos produtores, como algas, cianobactérias e plantas aquáticas.
 A deposição e ciclagem atmosférica ocorre através da liberação de dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera principalmente por processos naturais, como erupções vulcânicas, mas também devido a atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis. Na atmosfera, o SO2 pode ser oxidado e transformado em sulfato (SO4²⁻), que é então depositado na superfície da Terra através da precipitação, como a chuva ácida.
Biologicamente o clico ocorre com as plantas absorvendo o sulfato (SO4²⁻) da água do solo e o incorporando em moléculas orgânicas, como aminoácidos e proteínas. Os animais herbívoros consomem plantas e, assim, incorporam o enxofre orgânico em sua dieta. Quando animais e plantas morrem, os microrganismos do solo decompõem suas matérias orgânicas, liberando sulfeto de hidrogênio (H2S) e sulfato (SO4²⁻) de volta ao ambiente.
Geologicamente o ciclo ocorre através da atividade vulcânica que libera enxofre na forma de dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera. Ao longo do tempo geológico, o enxofre pode ser incorporado nas rochas sedimentares, formando minerais como a pirita (FeS2). Já a água desempenha um papel importante no ciclo do enxofre, transportando compostos de enxofre através dos ecossistemas aquáticos e terrestres.
Os Microorganismos como sulfobactérias, desempenham um papel fundamental na transformação de sulfato (SO4²⁻) em sulfeto (H2S) em ambientes anaeróbicos, através da degradação de matéria orgânica rica em enxofre como sedimentos aquáticos. 
O ciclo do enxofre é um exemplo de como os elementos químicos são constantemente reciclados na Terra. Ele desempenha um papel vital na formação de proteínas, vitaminas e outros compostos essenciais para a vida. Além disso, é importante para a compreensão de processos ambientais, como a formação de chuva ácida e a ciclagem de nutrientes em ecossistemas naturais. Esse ciclo é vital para a disponibilidade de enxofre como nutriente em ecossistemas aquáticos e terrestres e para a manutenção do equilíbrio dos compostos de enxofre na natureza.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABBATI, C.; SILVA E.L. Remoção de sulfetos em efluentes líquidos por bactérias fotossintéticas em biorreator convencional. COBEQ, p.1-6, 2008
ATLAS, R. M.; BARTHA, R. Ecologia microbiana e microbiologia ambiental. 3° Edição. Madri: Pearson Education S.A., 2002.
DE OLIVEIRA, Renata Côrtes. Estrutura e dinâmica da comunidade bacteriana presente em reatores de oxidação biológica de sulfeto. 2015.
Garcia, Graziella Patrício Pereira. "Estudo do desempenho e da comunidade microbiana de biorreatores tratando efluente anaeróbio contendo sulfeto." (2014).
LOPES, M.V. Descrição da microbiota relacionada às transformações do enxofre em sedimentos de manguezais. São Paulo, 2013, 100p. Tese apresentada a Escola Superior de Agricultiura, Universidade de São Paulo, Piracicaba.
SILVA, S. Q.; ZERBINI, A.M ; GODINHO, V.M. ; CHERNICHARO, C.A.L . Caracterização morfológica de microrganismos presentes em escuma de reatores UASB tratando esgotos domésticos. In: 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária, 2005, Campo Grande. 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária, 2005.
TORRES, P. Desempenho de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) de bancada no tratamento de substrato sintético simulando esgoto sanitário sob diferentes condições de operação. Dissertação de Mestrado – SHS-EESC-USP, São Carlos, 1992.
image1.png
image2.png
image3.png