Ciclos biogeoquimicos del azufre y nitrogeno

Aminoácidos, Proteínas (enzimas), Ácidos nucleícos, Aminoazúcares, Antibióticos… Colorantes, Plaguicidas, Explosivos (TNT), Drogas y Toxinas (KCN)…

El nitrógeno se mueve muy lentamente a través del ciclo y, en su trayectoria, se va almacenado en reservorios tales como la atmósfera, organismos vivos, suelos, y océanos.

El nitrógeno en la atmósfera

El ciclo de este elemento es bastantecomplejo, dado que está presente en la atmósfera no sólo como N2 (80%) sino también en una gran diversidad de compuestos. Se puede encontrar principalmente como N2O, NO y NO2, los llamados NOx. También forma otras combinaciones con oxígeno tales como N2O3 y N2O5 (anhídridos), "precursores" de los ácidos nitroso y nítrico. Con hidrógeno forma amoníaco (NH3),compuesto gaseoso en condicionesnormales.

El nitrógeno en la geosfera
En el suelo hay importantes cantidades naturales de sales relacionadas al nitrógeno, entre otros los nitratos y nitritos (inorgánicos) y la urea (orgánica); esta última, junto al nitrato de amonio se sintetiza en grandes cantidades para su utilización como abono. Todos estos productos son solubles en agua, y se lixivian con el regadío y la lluvia.Proteolísis Amonificación Nitrificación : nitritación, nitratación Desnitrificación Fijación Biosíntesis: Reducción asimilatoria

Tres procesos desempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera: Uno de estos es el relámpago. La energía contenida en un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno y permite que se combine con el oxígeno del aire. Mediante un proceso industrial se fijael nitrógeno, en este proceso el hidrógeno y el nitrógeno reaccionan para formar amoniaco, NH3. Dicho proceso es utilizado por ejemplo para la fabricación de fertilizantes. Las bacterias nitrificantes son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico que utilizan las plantas para llevar a cabo sus funciones. También algunas cianobacterias son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico.

ORGANISMOSFIJADORES DE NITRÓGENO
- Cianobacterias o algas verde-azules.

- Bacterias libres del suelo.

- Bacterias asociadas a raíces de plantas leguminosas.

Actinomicetos, hongos asociados con raíces de árboles.

6.3.5.2 Simbiótica
Leguminosa Soja Guisante Alubia

Con leguminosas

Trébol Alfalfa Medicago truncatula

Bacteria Bradyrhizobium japonicum y Sinorhizobium fredii Rhizobiumleguminosarum bv. viciae Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli, R. etli y R. tropici Rhizobium leguminosarum bv. trifolii Sinorhizobium meliloti Sinorhizobium meliloti

Nódulo con hemoglobina: transportadora de O2

Los bacteroides de rizobios en nódulos: con polimorfismo por la ausencia de pared celular, fijador de N2

Características
• Especificidad • Capacidad de nodulación: genes nod •Capacidad de fijar nitrógeno (eficiencia): genes nif, solo fijar en simbiosis, no en vida libre. • Regulación de oxigeno: hemoglobina • Más eficiencia que la vida libre

N2 O Desnitrificación

N2 Fijación de nitrógeno NH4+ Nitritación

Aeróbico

NO2-

Nitrificación

R- NH2 Proteólisis

NO

Anaeróbico

NO2-

Reducción asimilatoria del NO3-

Nitratación NO3-

Fijación nitrógenomolecular N2
Es el proceso por el cual, se transforma el nitrógeno atmosférico al ion amonio

N2

Nitrogenasa 16 ATP

2 NH4+

Requiere mucha energía

Este proceso ocurre a través de una enzima llamada nitrogenasa, que es codificada por los genes nif.

Nitrificación
• Es el proceso por el cual, se oxida el ion amonio a iones nitrito y después a iones nitrato, en dos fases: FASE I:NITRITACIÓN NH4+ + 1/2 O2 NO2- + 2H+ + H2O

FASE II: NITRATACIÓN NO2- + 1/2 O2 NO3-

NOTA: Ambos procesos son exergónicos, liberando energía que utilizan las bacterias para asimilar CO2

Los dos pasos de la nitrificación los realizan poblaciones de bacterias distintas. Sin embargo, los dos procesos están muy relacionados y no se produce una acumulación de nitrito.

Nitrosomas sp....