36 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento n.34 - janeiro/junho 2005 Meio ambiente Christine Claire Gaylarde Microbiologista, M.Sc., Ph.D., Profa. do Depto. de Biofísica, UFRGS cgaylarde@yahoo.com BIORREMEDIAÇÃO Biorremediação é um processo no qual organismos vivos, normal- mente plantas ou microrganismos, são utilizados tecnologicamente para remover ou reduzir (remediar) poluentes no ambiente. Este proces- so biotecnológico de remediação tem sido intensamente pesquisado e re- comendado pela comunidade cientí- fica atual como uma alternativa viá- vel para o tratamento de ambientes contaminados, tais como águas su- perficiais, subterrâneas e solos, além de resíduos e efluentes industriais em aterro ou áreas de contenção. Embora outras tecnologias que usam processos físicos e/ou químicos se- jam também indicadas para descontaminar ambientes poluídos, o processo biológico de biorremediação é uma alternativa ecologicamente mais adequada e eficaz para o tratamento de ambien- tes contaminados com moléculas or- gânicas de difícil degradação e me- tais tóxicos. As moléculas orgânicas de difícil degradação, denominadas “recalci- trantes”, podem ser de origem natu- ral, sintetizadas pelo metabolismo biológico, ou sintéticas, produzidas por tecnologias industriais modernas e estranhas ao ambiente natural, por esta razão denominadas “xenobióticas” (xenos, do grego = estrangeiro). Estas moléculas xenobióticas, introduzidas no ambi- ente desde o início do século XX, compreendem vários tipos de com- postos, aplicados na industria quími- ca e de materiais, tal como agrotóxicos, corantes, fármacos, polímeros e plásticos, podendo ser tóxicas a sistemas biológicos e/ou recalcitrantes, uma vez que não fa- zem parte do conjunto de moléculas produzidas pelo metabolismo evolutivo que propicia a vida na Terra. Muitos dos xenobióticos e/ou seus produtos de degradação resul- tam em efeitos nocivos e/ou mutagênicos aos organismos vivos, podendo levar à eliminação seletiva de indivíduos e acarretar modifica- ções na estrutura ecológica e funcio- nal da comunidade biológica. Por estas razões há, atualmente, uma grande preocupação em se desenvolverem biotecnologias para descontaminar ambientes poluídos por xenobióticos. Os processos bio- lógicos de descontaminação, enqua- drados na categoria de biorreme- diação, utilizam, geralmente, micror- ganismos autóctones (do próprio ambiente) ou introduzidos (em esta- do nativo ou geneticamente modifi- cados) com capacidade de bio- degradar xenobióticos, resultando em produtos de degradação com estru- tura menos recalcitrante em relação Maria De Lourdes Bellinaso Bioquímica, M.Sc., Ph.D., Profa. do Depto. de Biologia e Química, UNIJUÍ malou@cpovo.net Gilson Paulo Manfio Biólogo, M.Sc., Ph.D., Pesquisador da Natura Inovação e Tecnologia em Produtos Ltda gilsonmanfio@natura.net à molécula original, ou na mineralização do xenobiótico, pro- duzindo compostos químicos sim- ples, como: CO 2 , H 2 O, NH 3 , SO 4 -2 , PO 4 -2 . Biodegradação dos xenobióticos O sistema metabólico que se tem mostrado mais apto para biodegradar moléculas xenobióticas recalcitrantes, nos processos de biorremediação, é o microbiano, uma vez que os microrganismos desem- penham a tarefa de reciclar a maior parte das moléculas da biosfera, par- ticipando ativamente dos principais ciclos biogeoquímicos e, represen- tando, portanto, o suporte de manu- tenção da vida na Terra. Esta extraor- dinária diversidade metabólica se deve à combinação do potencial genético individual das diferentes espécies microbianas em um siste- ma natural, com enzimas e vias me- tabólicas que evoluíram ao longo de bilhões de anos, e a capacidade de metabolismo integrado apresentada pela comunidade microbiana em conjunto: produtos do metabolismo de um microrganismo pode ser substrato para outros. Este intenso sinergismo metabólico entre micror- ganismos, praticamente ausente nos organismos mais complexos, é de fundamental importância na biodegradação de xenobióticos. Mui- tos fatores ambientais de natureza física, química e biológica influenci- am na capacidade de um sistema microbiano de biodegradar uma Aspéctos biológicos e técnicos da biorremediação de xenobióticos Imagens cedidas pelos autores