Fijación biológica

Importancia del ciclo del nitrógeno Es componente de los ácidos nucleicos, ATP, aminoácidos y por lo tanto intervienen en la síntesis de proteínas, moléculas como clorofila tienen en su estructura nitrógeno Forma parte de entre el 70-80% de los gases atmosféricos Es el elemento más abundante en la atmósfera, es muy estable (no se combina con los demás) pero poco asimilable

Fases del ciclo del nitrógeno Fijación: este proceso es la forma mediante la cual el nitrógeno presente en la atmósfera se reduce a compuestos nitrogenados. Puede realizarse mediante descargas eléctricas, lluvia, fotoquímica, industrial y por acción biológica. Este último proceso es realizado por organismos con diferentes características biológicas: aerobios, anaerobios facultativos, simbiontes o no simbiontes.

Fijación biológica

La fijación biológica del nitrógeno atmosférico, consistente en la reducción de N2 a NH4+ por la enzima nitrogenasa, después de la fotosíntesis, esta es la ruta metabólica más importante para el mantenimiento de la vida en la Biosfera, sin embargo, pocos organismo lo llevan a cabo.

Esta fijación se da por medio de la conversión de nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) o nitratos (NO3-).

Simbiosis mutualista:

Leguminosas-Rhizobium o Frankia

Azorella-cianobacteria

Existen otras bacterias no simbiontes, con capacidad para fijar nitrógeno. Algunos ejemplos son: Azotobacter - aerobio Clostridium - anaerobio

Todos los géneros Nitrosomas y Nitrosococcus fijan nitrógeno, ya sea como nitratos (NO3-) o como amonio (NH3).

Fijación biológica del nitrógeno

El proceso de fijación biológica de tipo simbionte, entre las bacterias del género Rhizobium y las raíces de plantas leguminosas, requiere de la realización de diversos pasos para la formación de los nódulos que le permiten a estas bacterias desarrollarse, ya que la nitrogenasa reacciona en condiciones anaerobias:

1) Intercambio de señales de naturaleza química entre la planta y el microorganismo (realizada generalmente por compuestos fenólicos, como los flavonoides).

Biotecnología de Recursos Naturales Ciclo del nitrógeno

2

2) Activación del ciclo celular en células del córtex e iniciación del nuevo órgano en la planta.

3) Infección por parte de la bacteria, formación del canal de infección e invasión de los tejidos recién formados.

4) Diferenciación de la bacteria a forma especializada.

Figura 1. Proceso mediante el cual se lleva acabo la formación de nódulos, que permiten la fijación biológica del nitrógeno

Nitrificación o mineralización. Es el proceso mediante el cual el nitrógeno es convertido a nitratos o amonio, gracias a la acción de microorganismos. Este proceso se realiza con mayor rapidez cuando en el sistema se tiene un pH ligeramente ácido y una temperatura mayor a 10°C.

Asimilación. Es el proceso mediante el cual los organismos utilizan el nitrógeno para sintetizar aminoácidos, proteínas indispensables en sus procesos metabólicos. El nitrógeno en sus formas orgánicas es transportado mediante las relaciones tróficas.

Amonificación. En este nuevo proceso de integración de nitrógeno al ciclo, las bacterias fijadoras llevan a cabo la digestión enzimática, por lo que el amonio se degrada a compuestos aminados, como proteosas, peptonas y al final, en aminoácidos.

Consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco. Por ejemplo, los organismos terrestres generan urea (NH2)2CO, o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico. Los desechos, así como los organismos muertos, son descompuestos por bacterias presentes en el suelo y en el agua primeramente en Aa, y posteriormente liberando el N al medio, bajo la forma de amonio (NH3).

Biotecnología de Recursos

...