Bactérias metanogênicas são um grupo diversificado de microrganismos procarióticos que produzem metano (CH4) como subproduto metabólico. Desempenham um papel crucial no ciclo global do carbono, contribuindo significativamente para a produção de metano atmosférico, um potente gás com efeito de estufa. Essas bactérias estão amplamente distribuídas em vários ambientes, incluindo áreas úmidas, pântanos, aterros sanitários, tratos digestivos de animais e fontes hidrotermais de águas profundas.

Metanogênese é o processo biológico pelo qual bactérias metanogênicas convertem vários substratos em metano. Este processo ocorre em condições anaeróbicas, ou seja, na ausência de oxigênio. Veja como as bactérias metanogênicas produzem metano:

Redução de dióxido de carbono: Algumas bactérias metanogênicas utilizam dióxido de carbono (CO2) como fonte primária de carbono. Eles consomem CO2 e o combinam com hidrogênio (H2) ou formato (HCOO-) para produzir metano. Este processo é denominado redução de dióxido de carbono ou metanogênese hidrogenotrófica. A reação pode ser representada da seguinte forma:

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

Fermentação de acetato: Outras bactérias metanogênicas empregam acetato (CH3COO-) como substrato primário. Eles decompõem o acetato em metano e dióxido de carbono através de um processo conhecido como fermentação de acetato ou metanogênese acetoclástica. Esta reação pode ser resumida como:

CH3COO- + H2O → CH4 + CO2

Reações de transferência de metila: Certas bactérias metanogênicas envolvem-se em reações de transferência de metila para produzir metano. Eles utilizam compostos metilados, como metanol (CH3OH) ou metilamina (CH3NH2), como substratos. Ao transferir o grupo metil (-CH3) para um aceitador adequado, é gerado metano.

Cada tipo de bactéria metanogênica possui enzimas e vias metabólicas específicas que lhes permitem realizar essas reações metanogênicas. Eles contêm coenzimas e cofatores únicos, como a coenzima M e a metil coenzima M redutase, que são essenciais para a produção de metano.

Compreender as bactérias metanogênicas e suas capacidades de produção de metano é importante por vários motivos. Em primeiro lugar, ajuda-nos a compreender o seu papel no orçamento global de metano e na dinâmica das alterações climáticas. Em segundo lugar, facilita o desenvolvimento de estratégias para mitigar as emissões de metano provenientes de fontes antropogénicas, como aterros sanitários e agricultura. Além disso, as bactérias metanogênicas têm aplicações biotecnológicas promissoras, como na produção de biogás e no tratamento de águas residuais.