cilco del nitrogeno

Instituto Politécnico Nacional
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS
BIOLÓGICAS
LAB. DE ECOLOGIA MICROBIANA

PRÁCTICA 10. Microorganismos del ciclo del
Nitrógeno.

OBJETIVOS:
 Determinar experimentalmente los principales
procesos metabólicos involucrados en el ciclo del
Nitrógeno
 Enumerar las formas fisiológicas de las bacterias
involucradas en estos procesos, en diferentes muestras
desuelo
MATERIAL BIOLÓGICO:
• Muestras de suelo de ambientes
naturales

CONCEPTOS
 Ciclo Biogeoquímico: flujo de los elementos a través
de la atmosfera, hidrósfera y litosfera, por la
biocenosis y el biotopo
 Bacterias nitrificantes: Aquellas bacterias capaces de
crecer quimiolitotroficamente utilizando compuestos
nitrogenados.

Reservorios
del N2

NO2, NO3- ,
proteínas, a.a,materia orgánica

NO2, NO3- , proteínas, a.a,
materia orgánica, NH3/NH4+

N2 79%,
NO, N2O.

PROCESOS DEL CICLO DEL
N2
• Fijación de nitrógeno
• Proteólisis
• Amonificación
• Nitrificación : nitritación, nitratación
• Desnitrificación:
Reducción asimilatoria o desasimilatoria.

Fijación de nitrógeno:
El proceso es llevado a cabo

exclusivamente por procariotes capaces deutilizar el N2 como fuente de nitrógeno
para la célula mediante la fijación de N2

N2 + 8H

+

2NH3+H2

• Fijación
libre
EJEMPLOS:
Cianobacterias: Anabaena sp
Suelo: Azotobacter sp,
Beijerinckia sp. ,Derxia sp.

Heterociste

ENZIMA: Nitrogenasa
(heterociste)
Anabaena sp

• Fijación
simbiótica

Leghemoglobi
na

Frijol: Rhizobium leguminosarum bv.
ViciaeRhyzobium-leguminosa
La estructura del nódulo

crea el ambiente
microaerobio adecuado
y la leghemoglobina
facilita el transporte de
oxígeno al bacteroide
para soportar el
metabolismo aerobio
requerido para obtener
la energía necesaria
para la reducción del
nitrógeno.

2.- PROTEÓLISIS

EJEMPLOS:
• Bacillus sp.
• Pseudomonas sp.

•

Consiste en la degradación de
proteínas que liberanconstantemente aminoácidos y
pequeños péptidos.

•

Degradación incompleta permite
que otros microorganismos
aprovechen intermediarios para su
metabolismo.
Degradación completa 
mineralización

•

5.- MINERALIZACIÓN
(AMONIFICACIÓN)
Conversión de compuestos nitrogenados
orgánicos en amoníaco

Proteínas
NH3

R-NH2
EJEMPLOS:
• Acetobacter sp.
• Clostridum sp.

ANAMOX
NH4 +NO2-

EJEMPLOS:
•
•
•
•

Brocardia anammoxidans
Anamoxoglobus sp.
Kuenenia sp.
Scalindua

•
•
•
•
•

N2 + 2H2O

Oxidación anóxica del amoniaco.
Reacción altamente exergónica
Bacterias con anamoxosoma.
Autotrófas.
Tratamiento de aguas residuales
anóxicas para eliminación de
amoniaco y aminas.

3.NITRIFICACIÓN
•Oxidación
del NH3 a NO3 y se produce
con facilidad enlos suelos bien drenados
a pH neutro mediante las actividades de
las bacterias nitrificantes.

•FASE 1
NITRITACIÓN:
ENZIMA: Amoníaco

monooxigenasa (membranal)

NH3 + O2 +2H
NH2OH

NH2OH+H2O
NO2-

ENZIMA: Hidroxilamina
oxidoreductasa oxidasa
(periplasmática)

EJEMPLOS:
• Nitrosomonas sp.
• Nitrosococcus sp.

FASE 2
NITRATACIÓN:
ENZIMA: Nitrito
oxidoreductasa

NO2- + ½O 2

NO3-

La presencia de los dos
grupos de bacterias
favorecen el desarrollo de
ambas.

EJEMPLOS:
• Nitrobacter sp
• Nitrococcus sp

4.- DESNITRIFICACIÓN
•Es la principal forma biológica de producción del N2

NO Nitrato
3 reductasa

NO Nitrito
2 reductasa

•
•
•
•

Óxido nitrico
NO
reductasa

EJEMPLOS:
Escherichia coli
Paracoccus denitrificans
Thiobacillusdenitrificans
Pseudomonas stutzeri

N2
O

Oxido
reductasa

N2

REDUCCIÓN ASIMILATORIA
•Realizada por lo microorganismos para la síntesis de proteínas y
ácidos nucleicos.

EJEMPLOS:
Cianobacterias: Anabaena sp
Suelo: Azotobacter sp

REDUCCION DESASIMILATORIA
•Procesos de varios pasos que se efectúan en
condiciones anóxicas y puede terminar en la
formación de nitritos o...