ciclos biogeoquimicos
Páginas: 11 (2543 palabras)
Publicado: 18 de junio de 2013
Ciclo del nitrógeno
Componentes:
*N2 gaseoso
*NH3
*Ion nitrato (NO3)
*Ion nitrito (NH2)
*Hidroxilamina (NH2OH)
Fijación biológica del nitrógeno.
El termino fijación se refiere a la conversión del N2 molecular en una de las formas inorgánicas (nitrato, nitritos) a NH3.
Ocurre a una atmosfera de presión a temperatura de células vivas como se presenta a continuación:N2+3H2-----------------2NH3
Es llevada a cabo por microorganismos no simbióticos o por bacterias que viven en simbiosis con plantas superiores.
El primer grupo incluye organismos aerobios del suelo (Azotobacter), anaerobios del suelo (Clostridium), bacterias fotosintéticas (Rhodospirillum) y cianobacterias (Anabaena).
Componentes esenciales de la cadena de reacciones:
*Donador deelectrones
*Receptor de electrones
*ATP y un catión divalente Mg2+
*Dos componentes proteínicos (Proteína de MoFe y proteína de Fe, combinados forman el complejos reducatsa)
Metabolismov
El esquema representa la fijación de nitrógeno por el complejo de la nitrogenasa (proteína MoFe + proteína Fe).
Los electrones derivados de proceso metabólicos reducen la federroxina(Fd).
A su vez, la Fd reducida reduce el complejo hierro-proteína (Mg ADP) hasta un potencial redox muy negativo.
En este proceso el complejo MgADP se convierte en MgATP.
El complejo reducido Mg ATP transfiere electrones a la proteína MoFe con la conversión comitante en ADP y Pi.
La proteína MoFe reducida reduce ahora el dinitrogeno a NH3.
Nitrifiación
El NH3 es la forma en lacual en nitrógenos se incorpora normalmente al suelo poco NH3 existe en este.
El compuesto se oxida rápidamente hasta ion nitrato, este representa la fuente principal de nitrógeno para las plantas no fijadoras de este elemento. La oxidación del NH3 es llevada a cabo por dos grupos de bacterias conocidas como bacterias nitrificantes. Un grupo del genero Nitrosomas, convierte el NH3 en ion nitritosiendo el O2 el agente oxidante.
NH3+ 3/2 O2 NO2+H2O+H+
ΔG´=-66,500 cal
El otro grupo, el genero Nitrobacter, oxida el nitrito en nitrato.
NO2+1/2 O2 NO3
ΔG´=-17,500 cal
Utilización del ion nitrato
Las plantas superiores y microorganismos después de absorber el NO3 deben reducirlo hasta NH3 para que pueda ser asimilado esta reducción curre en dos estapas.La primera es la etapa catalizada por la enzima nitrato reducatsa que se encuentra en el citosol de las células vegetales y cataliza la siguiente reacción:
NO3+NADPH+H+ NO2+NADP++H2O
La segunda etapa de la reacción del NO3 en NH3 es catalizada por la nitrito reductasa.
NO2+3NADPH+3H+ NH3+3NADP++H2O+OH-
Esta utilización del nitrógeno enla cual los microorganismos aerobios y las plantas superiores reducen un ion nitrato en NH3 para incorporarlo a las proteínas de la célula se le conoce como asimilación del nitrato1.
Nitrógeno atmosférico
Ciclo del azufre
El átomo de azufre existe en formas inorgánicas como sulfato (SO2-), sulfito (SO2-), tiosulfato (S2O2-), azufre elemental (S) y sulfuro (S2-).Antes de que el átomo de azufre entre en combinación orgánica, debe reducirse hasta el nivel de sulfuro (H2S). cuando el átomo de azufre deja de formar parte en un compuesto orgánico, es oxidado por los organismos del suelo hasta su estado de oxidación más alto (SO2-).
Activación del sulfato
Antes de que pueda ser utilizado al anión sulfato debe activarse. Este proceso acurre en dos etapassiendo la primera la formación de adenosín-5´-fosfosulfato (APS), seguida de la síntesis de adenosín-3´-fosfato-5´-fosfosulfato (PAPS).
La reacción inicial es catalizada por la enzima ATP sulfurilasa, la porción de ácido adenílico del ATP es transferida al sulfato y se forma pirofosfato inorgánico.
SO2-+A—R ---P---P---P A---R---P---S+P---P
El equilibrio de la reacción anterior es...
Componentes:
*N2 gaseoso
*NH3
*Ion nitrato (NO3)
*Ion nitrito (NH2)
*Hidroxilamina (NH2OH)
Fijación biológica del nitrógeno.
El termino fijación se refiere a la conversión del N2 molecular en una de las formas inorgánicas (nitrato, nitritos) a NH3.
Ocurre a una atmosfera de presión a temperatura de células vivas como se presenta a continuación:N2+3H2-----------------2NH3
Es llevada a cabo por microorganismos no simbióticos o por bacterias que viven en simbiosis con plantas superiores.
El primer grupo incluye organismos aerobios del suelo (Azotobacter), anaerobios del suelo (Clostridium), bacterias fotosintéticas (Rhodospirillum) y cianobacterias (Anabaena).
Componentes esenciales de la cadena de reacciones:
*Donador deelectrones
*Receptor de electrones
*ATP y un catión divalente Mg2+
*Dos componentes proteínicos (Proteína de MoFe y proteína de Fe, combinados forman el complejos reducatsa)
Metabolismov
El esquema representa la fijación de nitrógeno por el complejo de la nitrogenasa (proteína MoFe + proteína Fe).
Los electrones derivados de proceso metabólicos reducen la federroxina(Fd).
A su vez, la Fd reducida reduce el complejo hierro-proteína (Mg ADP) hasta un potencial redox muy negativo.
En este proceso el complejo MgADP se convierte en MgATP.
El complejo reducido Mg ATP transfiere electrones a la proteína MoFe con la conversión comitante en ADP y Pi.
La proteína MoFe reducida reduce ahora el dinitrogeno a NH3.
Nitrifiación
El NH3 es la forma en lacual en nitrógenos se incorpora normalmente al suelo poco NH3 existe en este.
El compuesto se oxida rápidamente hasta ion nitrato, este representa la fuente principal de nitrógeno para las plantas no fijadoras de este elemento. La oxidación del NH3 es llevada a cabo por dos grupos de bacterias conocidas como bacterias nitrificantes. Un grupo del genero Nitrosomas, convierte el NH3 en ion nitritosiendo el O2 el agente oxidante.
NH3+ 3/2 O2 NO2+H2O+H+
ΔG´=-66,500 cal
El otro grupo, el genero Nitrobacter, oxida el nitrito en nitrato.
NO2+1/2 O2 NO3
ΔG´=-17,500 cal
Utilización del ion nitrato
Las plantas superiores y microorganismos después de absorber el NO3 deben reducirlo hasta NH3 para que pueda ser asimilado esta reducción curre en dos estapas.La primera es la etapa catalizada por la enzima nitrato reducatsa que se encuentra en el citosol de las células vegetales y cataliza la siguiente reacción:
NO3+NADPH+H+ NO2+NADP++H2O
La segunda etapa de la reacción del NO3 en NH3 es catalizada por la nitrito reductasa.
NO2+3NADPH+3H+ NH3+3NADP++H2O+OH-
Esta utilización del nitrógeno enla cual los microorganismos aerobios y las plantas superiores reducen un ion nitrato en NH3 para incorporarlo a las proteínas de la célula se le conoce como asimilación del nitrato1.
Nitrógeno atmosférico
Ciclo del azufre
El átomo de azufre existe en formas inorgánicas como sulfato (SO2-), sulfito (SO2-), tiosulfato (S2O2-), azufre elemental (S) y sulfuro (S2-).Antes de que el átomo de azufre entre en combinación orgánica, debe reducirse hasta el nivel de sulfuro (H2S). cuando el átomo de azufre deja de formar parte en un compuesto orgánico, es oxidado por los organismos del suelo hasta su estado de oxidación más alto (SO2-).
Activación del sulfato
Antes de que pueda ser utilizado al anión sulfato debe activarse. Este proceso acurre en dos etapassiendo la primera la formación de adenosín-5´-fosfosulfato (APS), seguida de la síntesis de adenosín-3´-fosfato-5´-fosfosulfato (PAPS).
La reacción inicial es catalizada por la enzima ATP sulfurilasa, la porción de ácido adenílico del ATP es transferida al sulfato y se forma pirofosfato inorgánico.
SO2-+A—R ---P---P---P A---R---P---S+P---P
El equilibrio de la reacción anterior es...
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