Bioelectrogénesis - Bioelectrogenesis
La bioelectrogénesis es la generación de electricidad por organismos vivos, fenómeno que pertenece a la ciencia de la electrofisiología . En las células biológicas, el canal iónico transmembrana electroquímicamente activo y las proteínas transportadoras, como la bomba de sodio-potasio , hacen posible la generación de electricidad al mantener un desequilibrio de voltaje a partir de una diferencia de potencial eléctrico entre el espacio intracelular y extracelular. La bomba de sodio-potasio libera simultáneamente tres iones de Na e impulsa dos iones de K hacia el espacio intracelular. Esto genera un gradiente de potencial eléctrico a partir de la separación de carga desigual creada. El proceso consume energía metabólica en forma de ATP .
Bioelectrogénesis en peces
El término generalmente se refiere a la capacidad de generación de electricidad en algunas criaturas acuáticas, como la anguila eléctrica , el bagre eléctrico , dos géneros de astrónomos , rayos eléctricos y, en menor medida, el pez cuchillo fantasma negro . Los peces que exhiben dicha bioelectrogénesis a menudo también poseen capacidades electrorreceptivas (que están más extendidas) como parte de un sistema eléctrico integrado. La electrogénesis se puede utilizar para la electrolocalización , la autodefensa, la electrocomunicación y, a veces, el aturdimiento de presas.
Bioelectrogénesis en la vida microbiana
Los primeros ejemplos de vida microbiana bioelectrogénica fueron identificados en la levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae) por MC Potter en 1911, utilizando una iteración temprana de una pila de combustible microbiana (MFC). Se fundó que la acción química en la descomposición del carbono, como la fermentación y la descomposición del carbono en la levadura, está relacionada con la producción de electricidad.
La descomposición del carbono orgánico o inorgánico por parte de las bacterias se empareja con la liberación de electrones extracelularmente hacia los electrodos, que generan corrientes eléctricas. Los electrones liberados por el microbio son transferidos por enzimas biocatalíticas o compuestos activos redox desde la celda al ánodo en presencia de una fuente de carbono viable. Esto crea una corriente eléctrica a medida que los electrones se mueven del ánodo a un cátodo físicamente separado .
Existen varios mecanismos para el transporte extracelular de electrones. Algunas bacterias usan nanocables en biopelículas para transferir electrones hacia el ánodo. Los nanocables están hechos de pili que actúan como un conducto para que los electrones pasen hacia el ánodo.
Los transbordadores de electrones en forma de compuestos redox activos como flavina , que es un cofactor , también pueden transportar electrones. Estos cofactores son secretados por el microbio y reducidos por enzimas participantes redox como el citocromo C incrustado en la superficie celular del microbio. Los cofactores reducidos luego transfieren electrones al ánodo y se oxidan.
En algunos casos, la transferencia de electrones está mediada por la propia enzima participante redox incorporada en la membrana celular. El citocromo C en la superficie celular del microbio interactúa directamente con el ánodo para transferir electrones.
El salto de electrones de una bacteria a otra en una biopelícula hacia un ánodo a través de sus citocromos de la membrana externa es también otro mecanismo de transporte de electrones.
Estas bacterias que transfieren electrones en el entorno exterior del microbio se denominan exoelectrógenos.
Las bacterias electrogénicas están presentes en todos los ecosistemas y ambientes. Esto incluye ambientes bajo condiciones extremas como respiraderos hidrotermales y ecosistemas altamente ácidos, así como ambientes naturales comunes como suelos y lagos. Estos microbios electrogénicos se observan mediante la identificación de microbios que residen en biopelículas electroquímicamente activas formadas en electrodos MFC como Pseudomonas aeruginosa .
Ver también
- Bioelectromagnetismo
- Anguila eléctrica : realmente una forma de pez cuchillo
- Pescado eléctrico
- Órgano eléctrico (biología)
- Rayo electrico
- Fenómenos eléctricos en la naturaleza
- Electrocomunicación
- Electrofisiología
- Tiburon martillo
- Magnetorecepción
- Magnetospirillum magnetotacticum
- Electrolocalización pasiva en peces
- Shewanella
- Mole de nariz estrellada ( controvertido )
- Peces débilmente eléctricos