4.1.6 Importancia Industrial

Durante la última década, la demanda de agua y descarga de aguas residuales han aumentado debido al crecimiento demográfico y la industrialización.

• La forma convencional que el nitrógeno se elimina de las aguas residuales es a través de procesos de nitrificación y desnitrificación. Estos sistemas convencionales utilizan una entrada de alta energía para generar condiciones aeróbicas para la nitrificación, debido aplicacion del metanol como fuente de carbono y energía para la desnitrificación, contribuye a altos costos y gran cantidad de Dioxido de Carbono
• La reacción anammox se está convirtiendo en una alternativa atractiva para la eliminación de nitrógeno de las aguas residuales convencional, Las bacterias anaerobias y anammox autotrófico no requieren oxígeno o materia orgánica como fuente de carbono. 
• El primer 75 m3 anammox PTAR ha estado operando en Rotterdam (Países Bajos) desde 2002 y se utiliza para eliminar el nitrógeno del lodo concentrado agua de desecho. Actualmente hay al menos cinco EDARs anammox® a gran escala en los Países Bajos y China tratan las aguas residuales, el procesamiento ingrediente alimentario, la levadura, la curtiduría, y las aguas residuales de procesamiento de papa.
• los beneficios que trae esta nueva tecnica son la reducción de hasta el 90% de las emisiones de CO2, hasta un 50% menos de espacio requerido, una reducción de hasta 60% del consumo de energía, reducción de hasta el 90% de los costes operativos, sin consumo de metanol, y una producción mínima de exceso de lodo.

4.1.5 Métodos de detección

Una gama de técnicas está disponible para detectar la presencia de bacterias anammox  en el medio ambiente.  algunos pueden ser por herramientas moleculares, análisis de lípidos, hibridación in situ fluorescente (FISH), y mediciones de la actividad.

• Las herramientas moleculares hacen uso de cebadores anammox específico en una reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Estos se utilizan para detectar el gen 16S rRNA o genes funcionales de  bacterias anammox mediante la amplificación de ADN aislado de muestras ambientales.  no son adecuados para la deteccion de bacterias anammox debido a que el gen 16S rRNA es demasiado divergente.
• a través del  análisis de los lípidos podemos detectar la presencia de bacterias anammox de la población bacteriana en un ambiente dado. Las bacterias anammox  poseen lípidos únicas que no se encuentran en ninguna otra especie y por lo tanto su detección apunta a la aparición de bacterias anammox.
• para la medicion de la actividad de las bacterias anammox se puede utilizar FISH este se utilizan isótopos estables de compuestos nitrogenados. el los cuales se marcara el amonio o nitrito dando resultado a la actividad de las bacterias anammox. 

4.1.4 Condiciones de cultivo

El tiempo de duplicación de anammox bacterias es muy largo y puede variar de uno a

varias semanas dependiendo de las condiciones de crecimiento.

• las tecnicas microbiologicas tradicionales no son aplicables para el cultivo de estas bacterias.  
• El enriquecimiento exitoso dela obtencion de bacterias anammox  fue facilitado por el desarrollo del reactor discontinuo secuencial (SBR). 

• El SBR está diseñado específicamente para el enriquecimiento de microorganismos de crecimiento muy lento. A pesar de que el SBR genera una gran cantidad de biomasa, esto no suele ser adecuado para los experimentos fundamentales. Con el fin de eliminar la presión del tiempo de establecimiento de la biomasa, la etapa de sedimentación en el funcionamiento del reactor ha sido descartada. En un SBR, se tarda aproximadamente 90-200 días para  cambiar a una forma característica de color rojo brillante, que se deriva de las proteínas hemo dentro de las células anammox e indica el enriquecimiento de bacterias anammox . 

• los reactores se han actualizado  equipando con una unidad de membrana (biorreactor de membrana; MBR) que retiene las células anammox,
• La temperatura del cultivo es usualmente mantenido a 33 ° C y el pH a un valor de 7,3, aunque se han mostrado que la bacteria anammox  puede tolerar temperaturas entre -2 y 43 ° C y valores de pH entre 6,7 y 8,3.

reactor SBR

4.1.3 Clasificación

• Ninguna especie de anammox esta disponible en el momento para un cultivo puro.

• Todos los géneros anammox actualmente tiene la condición de "Candidatus", que designa a los organismos procariotas que se han descrito sobre la base de información y estudios fenotípicos de secuencia, pero no han sido aislados en un cultivo puro.

• Tas bacterias anammox son un grupo filogenético distinto dentro del phylum Planctomycetes y forman una orden  llamada "Candidatus Brocadiales" esta representa una familia llamada Candidatus Brocadiaceae. Esta familia está compuesta exclusivamente por anammox bacterias y abarca todos los géneros conocidos capaz de la oxidación anaerobia de amonio. 

• La divergencia entre los  diferentes géneros anammox es relativamente grande.

• la mayor divergencia entre Scalindua,ya que se encuentra comunmnete en ambientes marinos, tambien ha demostrado que puede estar presente fuera de los ambientes marinos, es decir, en los sistemas de estuarios y lagos de agua dulce y ríos.

• los otros generos,  en ecosistemas artificiales tales como instalaciones de tratamiento de aguas residuales,  también se han detectado en los sistemas de suelo y acuáticos naturales.

2.2.6. Nucleótidos condensados

• En la especie G. obscuriglobus, el nucleótido parece que permanece condensado todo el ciclo celular, incluso durante el paso del nucleótido a través de la yema del cuello, en el nuevo brote de las fibrillas parecen desarrollarse en cierta medida, pero permanecen estar asociados.

• La condensación de nucleótidos en Planctomycetes tiene implicaciones para la transcripción y la replicación del ADN, pueden estar organizados en estos organismos, y la ubicación de las polimerasas de ARN a través de microscopía electrónica puede ayudar a iluminar este arreglo. 

• Se ha sugerido que la condensación de los nucleótidos de G. obscuriglobus puede ser un mecanismo de resistencia a la radiación UV y gamma. No se sabe si otros Planctomycetes también muestren tal resistencia, pero esto se podría predecir si la condensación es un mecanismo importante para la resistencia a la radiación.

Referencia: 
Fuerst, J. A. (2013). Planctomycetes: Cell Structure, Origins and Biology. New York: © Springer Science+Business Media.

2.2.5. Pirellulosome

• El pirellulosome es un compartimiento principal de todos los Planctomycetes, que contienen los ribosomas y al nucleótido. 

• Fue identificado en la especie Pirellula staleyi, el pirellulosome en estas especies contiene ARN. Una segunda región de la célula que rodea el pirellulosome se denominó inicialmente una región de casquete polar, pero más tarde fue conocido como el paryphoplasm, después de que se encontró que era un tipo de compartimento compartido por todos los Planctomycetes examinados.

• En Rhodopirellula báltica, el pirellulosome probablemente contiene ribosomas, pero al parecer sin nucleótidos. Esto necesita un nuevo examen con tomografía de excluir una forma 3D compleja de una solo pirellulosome resultante en este aspecto el plan de célula subyacente en 2D puede identificarse en otros miembros del grupo Pirellula. 

• En Planctomyces limnophilus parece tener el mismo tipo de contenido en el pirellulosome y que los demás miembros del grupo Pirellula, pero con formas y organización complejas, que da lugar a posibles similitudes con las versiones más pequeñas de pirellulosome visto en Rhodopirellula báltica.

• En Isosphaera pallida la ICM puede invaginarse para formar un gran lóbulo en el paryphoplasm de modo que, el pirellulosome forma una región en forma de media luna, en los márgenes de las células, con un fenómeno similar al que se observa en Planctomyces maris. 

• En el grupo de Pirellula, los ribosomas del pirellulosome se pueden ver en algunas regiones a la línea del límite interior de la ICM, lo que sugiere que la secreción de las proteínas recién sintetizadas en el paryphoplasm puede ocurrir. 

• El pirellulosome realiza muchas de las funciones metabólicas esenciales de la célula, tales como la glucólisis.

Referencia: Fuerst, J. A. (2013). Planctomycetes: Cell Structure, Origins and Biology. New York: © Springer Science+Business Media.

2.2.4. La membrana intracitoplasmática

2.2.4. La membrana intracitoplasmática

• La membrana intracitoplasmática (ICM) forma la frontera interna del paryphoplasm. Es una sola membrana trilaminar, mucho más claramente visible que la membrana citoplasmática en microfotografías electrónicas de células. (ver Fig. 2.2).

• En Planctomyces limnophilus es una bicapa de 6 nm de ancho, la misma anchura que la membrana citoplasmática en estas células. La ICM nunca aparece en contacto directo con la membrana citoplasmática.

• La membrana citoplasmática produce la absorción de proteínas y forma vesículas dentro del paryphoplasm.

Referencia:

Fuerst, J. A. (2013). Planctomycetes: Cell Structure, Origins and Biology. New York: © Springer Science+Business Media.