Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

Pregunta 7. El cultivo de la vid y la elaboración de vino apareció alrededor del año 5.000 a.C. y quedó establecida en la Edad de Bronce, 3.000 a.C.
a. ¿Cómo se llama el proceso de producción de vino a partir de zumo de uvas y qué grupo de microorganismos lo realizan? (Calificación 0.5 puntos)
b. Explica por qué el yogur natural tiene un rango del pH entre 4 y 4.5. (Calificación 0.5 puntos)
c. Explica qué es una planta transgénica. (Calificación 0.5 puntos)
d. ¿Cómo se denomina el empleo de microorganismos para eliminar del medio contaminantes como por ejemplo vertidos de petróleo? (Calificación 0.5 puntos)

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llama}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{producci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{vino}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{partir}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{zumo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{uvas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{microorganismos}}\mathbf{\text{lo}}\mathbf{\text{realizan?}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El proceso es la $\mathbf{\text{fermentaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{alcoh}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lica}}$, y lo realizan $\mathbf{\text{levaduras}}$, es decir, hongos unicelulares, principalmente $\mathit{\text{Saccharomyces}}\mathit{\text{cerevisiae}}$, que están de forma natural en el hollejo de la uva.

En ausencia de oxígeno, la levadura degrada por glucólisis la glucosa y la fructosa del mosto hasta ácido pirúvico, lo descarboxila a acetaldehído y lo reduce a etanol regenerando el $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}$:

${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6⟶2\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\mathrm{H}+2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+2\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}$

Su finalidad para la levadura no es el etanol, sino recuperar el coenzima oxidado para poder seguir haciendo glucólisis sin oxígeno.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Explica}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{yogur}}\mathbf{\text{natural}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{rango}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{pH}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{4}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{4.5.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Porque el yogur se obtiene por $\mathbf{\text{fermentaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ctica}}$ de la leche, llevada a cabo por bacterias como $\mathit{\text{Lactobacillus}}\mathit{\text{bulgaricus}}$ y $\mathit{\text{Streptococcus}}\mathit{\text{thermophilus}}$. Estas bacterias degradan la lactosa hasta ácido pirúvico y lo reducen a $\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cido}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ctico}}$, que se acumula en el medio.

Ese ácido es el que baja el pH de la leche desde su valor original, próximo a 6,7, hasta 4-4,5. Y ese descenso tiene dos consecuencias que definen el producto: al acercarse al punto isoeléctrico de la caseína, alrededor de pH 4,6, la proteína pierde su carga superficial, deja de repelerse, se agrega y precipita, y la leche cuaja adquiriendo la textura del yogur; y la acidez actúa además como conservante, porque inhibe el crecimiento de bacterias patógenas y alterantes. El proceso se detiene solo, porque por debajo de pH 4 las propias bacterias lácticas dejan de crecer.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{Explica}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{planta}}\mathbf{\text{transg}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nica.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Una planta transgénica es aquella en cuyo genoma se ha $\mathbf{\text{insertado}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{varios}}\mathbf{\text{genes}}\mathbf{\text{procedentes}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{otra}}\mathbf{\text{especie}}$ mediante técnicas de ingeniería genética, de modo que la planta los expresa y los transmite a su descendencia.

El procedimiento consiste en aislar el gen de interés con enzimas de restricción, insertarlo con la ADN-ligasa en un vector que lleve un promotor vegetal y un marcador de selección —lo habitual es el plásmido Ti de $\mathit{\text{Agrobacterium}}\mathit{\text{tumefaciens}}$—, introducirlo en células vegetales, seleccionar las transformadas y regenerar a partir de ellas plantas completas por cultivo in vitro.

Se emplea para dar a la planta caracteres que no tenía: resistencia a plagas, como el maíz Bt; tolerancia a herbicidas; mayor valor nutritivo, como el arroz dorado enriquecido en provitamina A; o la producción de proteínas de interés farmacéutico.

$\mathbf{\text{d.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{empleo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{microorganismos}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{eliminar}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{medio}}\mathbf{\text{contaminantes}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{ejemplo}}\mathbf{\text{vertidos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{petr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{leo?}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Se denomina $\mathbf{\text{biorremediaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$; cuando quienes actúan son plantas se habla de fitorremediación.

Consiste en aprovechar la capacidad metabólica de ciertos organismos para degradar o transformar el contaminante hasta compuestos inocuos. En el caso de un vertido de petróleo intervienen bacterias como $\mathit{\text{Pseudomonas}}$ o $\mathit{\text{Alcanivorax}}$, capaces de usar los hidrocarburos como fuente de carbono y oxidarlos hasta $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ y agua. Su acción se estimula añadiendo al agua o a la playa nitrógeno y fósforo, que suelen ser el factor limitante. Frente a los métodos físico-químicos tiene la ventaja de aplicarse in situ, ser barata y no generar residuos nuevos.