TEMA 60

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MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL. MICROORGANISMOS DE INTERÉS

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.MICROORGANISMOS DE INTERÉS

INDUSTRIAL. PROCESOS INDUSTRIALES EN LOS QUE

INTERVIENEN MICROORGANISMOS. TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE

RESIDUOS. CONTROL BIOLÓGICO DE PLAGAS.

TEMA 60

Veterinaria-Microbiología2Las fotos contenidas en este tema proceden de páginas web públicas.No obstante si el autor de alguna foto desea que se retire, se procederá a hacerlo.

¿MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL O BIOTECNOLOGÍA?

2 FASES1) M. I. TRADICIONAL

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• CÉLULAS•ENZIMAS•METABOLITOS:

• PRIMARIOS / SECUNDARIOS• HOMÓLOGOS / HETERÓLOGOS (I.G.)

Uso de microorganismos vivos o sus productos en procesos industriales a gran escala.

1) M. I. TRADICIONAL2) M. I. con OMG

• Adaptación al crecimiento en gran escala• Crecimiento en medios “sencillos y económicos”• No patógenos (Seguros)• Crecimiento rápido• Susceptibles de ser manipulados genéticamente• Estables a nivel genético

CARACTERÍSTICAS DESEABLES en los M.O. industriales

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• Estables a nivel genético• Fáciles de almacenar

HONGOS• PLURICELULARES• UNICELULARES (levaduras)

BACTERIAS• BACTERIAS ÁCIDO-LÁCTICAS• CLOSTRIDIOS, PSEUDOMONAS• ESTREPTOMICETOS

INDUSTRIA ALIMENTARIA INDUSTRIA FARMACÉUTICA

• ALIMENTOS “FERMENTADOS”

• SÍNTESIS DE COMPUESTOS RELACIONADOS:

• SÍNTESIS DE AGENTES TERAPÉUTICOS:

• ANTIMICROBIANOS

• VITAMINAS (B12, RIBOFLAVINA)

• HORMONAS

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• AMINOÁCIDOS

• LISINA (Brevibacterium flavum)

• GLUTÁMICO (Corynebacterium glutamicum)

• VITAMINAS

• ENZIMAS

• PROTEÍNAS UNICELULARES

• ÁCIDOS ORGÁNICOS

• VACUNAS RECOMBINANTES

INDUSTRIA QUÍMICA

• ÁCIDOS ORGÁNICOS, ALCOHOLES Y CETONAS

• POLISACÁRIDOS

• ENZIMAS

INDUSTRIA QUÍMICA• ÁCIDOS ORGÁNICOS / ALCOHOLES / CETONAS

• GLICEROL (NEUBERG, LEVADURAS)• ACETONA, BUTANOL (WEIZMAN, Clostridium acetobutylicum)• ETANOL (Saccharomyces cerevisiae)• ÁCIDOS CÍTRICO E ITACÓNICO (Aspergillus niger)• ÁCIDO LÁCTICO (Lactobacillus)• ÁCIDO PROPIÓNICO (propionibacterias)

Microbiolog ía industrial tradicional

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• ÁCIDO PROPIÓNICO (propionibacterias)• POLISACÁRIDOS

• XANTANOS (Xantomonas)• DEXTRANOS (Leuconostoc, Acetobacter, Klebsiella)

• ENZIMAS• PROTEASAS (Bacillus)• LIPASAS (Aspergillus, Rhizopus)• AMILASAS (Bacillus, Aspergillus, Rhizopus)• PECTINASAS (Aspergillus)• RENINA - BM

INDUSTRIA FARMACÉUTICA

• ANTIMICROBIANOS

• PENICILINA, ESTREPTOMICINA, TETRACICLINA, ETC

• VITAMINAS

•B12 (Propionibacterium, Pseudomonas)

• RIBOFLAVINA (Ashbya gossypii)

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• RIBOFLAVINA (Ashbya gossypii)

• OTROS MEDICAMENTOS (OMG):

• INTERLEUQUINAS, ERITROPOYETINA, FACTOR DE NECROSIS TUMORAL, INTERFERONES,…

• HORMONAS

• INSULINA, HORMONA DEL CRECIMIENTO,

• VACUNAS RECOMBINANTES

INDUSTRIA FARMACÉUTICA: Gro. Rhizopus

Veterinaria-Microbiología8CORTISONA

Los organismos modificados genéticamente (OMG), son organismos en cuyo genoma se ha incorporado, de forma estable, un segmento de

¿Qué son los Organismos Modificados Genéticamente?

Microbiolog ía industrial con OMG

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en cuyo genoma se ha incorporado, de forma estable, un segmento de ADN extraño, utilizando técnicas de Ingeniería Genética

¿Para que se obtienen los OMG?

•SÍNTESIS PRODUCTOS HETERÓLOGOS

•TRANSFORMACIÓN DE ORGANISMOS: plantas transgénicas.

ADN humano

INSULINA HUMANA

Microbiolog ía industrial con OMG

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Insulina biosintética

VACUNAS RECOMBINANTES (hepatitis B)

Microbiolog ía industrial con OMG

Veterinaria-Microbiología11.

¿Para qué se obtienen los Organismos Modificados Genéticamente?

La modificación genética realizada en una planta tiene objetivos diversos:

Que sus productos tengan una vida comercial más larga

Resistencia a plagas de insectos

Tomado de www.sistemasgenomicos.com

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Flavr Svr

largaMaíz Bt

Lepidópteros

Resistencia a herbicidas

Soja Roundup Ready®

Arroz dorado

Tengan mejores cualidades nutritivas

βcaroteno (Vitamina A)

¿Cómo se hace una planta transgénica?

La técnica más comúnmente utilizada para la creación de plantastransgénicas se basa en la acción de un microorganismo,Agrobacterium tumefaciens, que es capaz de transferir parte de sumaterial genético al genoma de las plantas.

El ADN que transfiere la bacteria se utiliza como vector,

Microbiolog ía industrial con OMG

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El ADN que transfiere la bacteria se utiliza como vector, incorporando la secuencia o gen de interés mediante técnicas de ingeniería genética.

Plásmido Ti

Secuencia de interés

Agrobacterium tumefaciens

Tomado de www.sistemasgenomicos.com

En contacto con la superficie de la célula, Agrobacterium puede

¿Cómo se hace una planta transgénica?

Microbiolog ía industrial con OMG

Veterinaria-Microbiología14 tomado de www.sistemasgenomicos.com

Agrobacterium puede transferir su ADN a la célula vegetal

El ADN con el gen de interésse incorpora de formaestable a los cromosomas dela célula vegetal, de modoque se transmitirá a lassiguientes generaciones.

Control biol ógico de plagas

ORGANISMOS EMPLEADOS COMO BIOINSECTICIDAS

• BACTERIAS

• Bacillus thuringiensis

• Paenibacillus popilliae

• Bacillus sphaericus• B. subtillis• Agrobacterium radiobacter• Pseudomonas auerofaciens• P. fluorescens, P. syringae

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• Paenibacillus popilliae

• VIRUS

• Baculoviridae: Nucleopolyhedrovirus, Granulovirus

• Reoviridae, Iridoviridae

• HONGOS• Beauveria bassiana• Metarhicium anisopliae

• P. fluorescens, P. syringae• Burkholderia cepacia

• Streptomyces griseoviridis

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ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMG/GMO)

MODIFICACIÓN DEL HOSPEDADOR

Resistencia a plagas de insectos

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insectos

Maíz BtLepidópteros

Tratamiento biol ógico de residuos

TIPOS DE RESIDUOS

• SÓLIDOS:

• URBANOS (HUMANO - BASURAS)

• AGRÍCOLAS (ESTIÉRCOL)

• GANADEROS (MATADEROS)

• LÍQUIDOS

• URBANOS (HUMANO – AGUAS RESIDUALES)

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• URBANOS (HUMANO – AGUAS RESIDUALES)

• AGRÍCOLAS (PURINES)

RESIDUOS SÓLIDOS• SEPARACIÓN DE COMPONENTES• COMPONENTE ORGÁNICO:

• AEROBIOSIS: COMPOSTAJE – COMPOST/ABONO• ANAEROBIOSIS: DIGESTIÓN - BIOGAS

COMPOSTAJE

FACTORES AMBIENTALES

MICROORGANISMOS IMPLICADOS

FASES:

TRADICIONAL/INDUSTRIAL

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TRADICIONAL/INDUSTRIAL

.

RESIDUOS DE EXPLOTACIONES GANADERAS

• CADÁVERES

• HECES, ORINA

• CAMAS PURINES

• SANIDAD ANIMAL ACIDIFICACIÓN DE SUELOS

BIOLÓGICA

QUÍMICA

OLORES

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SUELOS

AGUAS

GASES• SALUD PÚBLICA

• MEDIO AMBIENTE

CO2 – NH3 – CH4 – SH2 – N2O - CVO

RESIDUOS • MEDIO AMBIENTE

NITRATOS, P

METALES (Cu, Zn)

ANTIMICROBIANOS

OTROS MEDICAMENTOS

DE SUELOS

CALENTAMIENTO GLOBAL