Fijación Del Nitrogeno

Fijación del Nitrógeno.
Resumen
El nitrógeno es un elemento muy abundante en la atmosfera constituyendo alrededor del 80% de esta, sin embargo, el N2 (N≡N), debido al triple enlace entre los dos átomos de nitrógeno la molécula es casi inerte, no puede ser aprovechado por la mayoría de las formas vivientes, sino sólo por un pequeño grupo de microorganismos altamente especializados que incluyenalgas, bacterias y actinomicetos. Para ser utilizado en el crecimiento, este debe ser primero reducido y luego “fijado” (combinado) en la forma de iones de amonio (NH4 +) o nitrato (NO3 -). Estos organismos usan la enzima nitrogenasa para su descomposición. Sin embargo, como la nitrogenasa sólo funciona en ausencia de oxígeno, las bacterias deben de alguna forma aislar la enzima de su contacto.Algunas estrategias utilizadas por las bacterias para aislar al oxígeno son: vivir debajo de las capas de moco que cubren a las raíces de ciertas plantas, o bien, vivir dentro de engrosamientos especiales de las raíces, llamados nódulos, en leguminosas como los porotos (parecidas a las alubias), las arvejas y árboles como el tamarugo (Rhizobium).
La relación entre Rhizobium y sus plantas huéspedeses mutualista: las bacterias reciben carbohidratos elaborados por la planta, y la planta recibe nitrógeno en una forma asimilable. En el medio acuático la fijación de nitrógeno es realizada por cianobacterias. Algunas especies de helechos de agua, como la Azorella, tienen cavidades en las cuales viven cianobacterias en una manera comparable a la asociación de Rhizobium con las leguminosas. Lacantidad de nitrógeno fijado por estas bacterias es impresionante: 200 millones de toneladas anuales.
En microorganismos fuera del medio acuático y en plantas.
El proceso biológico de fijación de nitrógeno requiere una enzima complejo “nitrogenasa” formado por dos proteínas “reductasa” que aporta electrones de elevado poder reductor y “nitrogenasa” que utiliza estos electrones para reducir elNitrógeno en amoniaco. Es un proceso en el que intervienen 6 electrones, sin embargo, la reacción biológica genera un mol de Hidrogeno y 2 moles de Amoniaco por cada mol de Nitrógeno, necesitando el aporte de otros dos electrones. Por cada par de electrones transferidos se hidrolizan dos moléculas de ATP, es decir, que por cada molécula de Nitrógeno reducida se hidrolizan 16 moléculas de ATP.Fases de la fijación del Nitrógeno.
Nitrificación o mineralización.
Solamente existen dos formas de nitrógeno que son asimilables por las plantas, el nitrato (NO3-) y el amonio (NH4+). Las raíces pueden absorber ambas formas, aunque pocas especies prefieren absorber nitratos que amoniaco. El amonio es convertido a nitrato gracias a los microorganismos por medio de la nitrificación. Lamodificación de NH4+ a NO3- depende de la temperatura del suelo. La transformación, es decir, la conversión se da más rápida cuando la temperatura está arriba de los 10° C y el pH está entre los 5.5-6.5; asimismo, este proceso se ve completado entre dos a cuatro semanas.
Esta fase es realizada en dos pasos por diferentes bacterias: primero, las bacterias del suelo Nitrosomonas y Nitrococcus conviertenel amonio en nitrito (NO2-), luego otra bacteria del suelo, Nitrobacter, oxida el nitrito en nitrato. La nitrificación les entrega energía a las bacterias.
Asimilación.
La asimilación ocurre cuando las plantas absorben a través de sus raíces, nitrato (NO3-) o amoniaco (NH3), elementos formados por la fijación de nitrógeno o por la nitrificación. Luego, estas moléculas son incorporadas tanto alas proteínas, como a los ácidos nucleicos de las plantas. Cuando los animales consumen los tejidos de las plantas, también asimilan nitrógeno y lo convierten en compuestos animales.
Amonificación.
Los compuestos proteicos y otros similares, que son los constitutivos en mayor medida de la materia nitrogenada aportada al suelo, son de poco valor para las plantas cuando se añaden de manera...