Biofijacion del nitrogeno

FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGÍA TEMA 9. CICLO DEL NITRÓGENO. BIOFIJACIÓN DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO. Prof ª. Delia Borges de Tesoro . UCV. Facultad de Agronomía. Departamento de Química y Tecnología. 1 Laboratorio de Microbiología. Apartado 4579. Maracay. : Profesor jubilado. I. INTRODUCCIÓN Después del carbono, hidrógeno y oxígeno, el nitrógeno es el elemento más abundante en las plantas y formaparte de la estructura de compuestos biológicamente importantes. Se encuentra en metabolismos esenciales como: aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos, vitaminas, fosfolípidos, clorofila, etc. Como componente de estos y muchos otros compuestos, el nitrógeno está involucrado en la mayoría de las reacciones bioquímicas que determinan la vida. Esto se debe principalmente a que todas las reaccionesfisiológicas que ocurren en la célula están relacionadas con las proteínas. En otras palabras, el nitrógeno es un compuesto indispensable del protoplasma de plantas, animales y microorganismos. Como componente de las proteínas, uno de los primeros pasos en la utilización del nitrógeno es la síntesis de aminoácidos, los cuales son considerados como los productos iniciales de la asimilación delnitrógeno los aminoácidos se forman al reaccionar los ácidos cetónicos del citoplasma con el NH3 a través de las reacciones de aminación o transaminación por enzimas específicas. Debido a que la suplencia de nitrógeno es un factor limitante en la producción de los cultivos y en la fertilidad del suelo, su deficiencia reduce marcadamente el rendimiento y la calidad de los mismos, y debido a que es uno delos pocos nutrientes del suelo que se puede perder por volatilización y lixiviación requiere un proceso de conservación y mantenimiento continuo. El nitrógeno sufre una serie de transformaciones que involucran compuestos orgánicos, inorgánicos y volátiles. Estas transformaciones pueden ser visualizadas en términos de un ciclo (ver esquema) que de manera muy sencilla puede explicarse así: una porcióndel inmenso reservorio de nitrógeno de la atmósfera es convertido a compuestos orgánicos por ciertos microorganismos de vida libre como el Azotobacter o por una asociación microorganismo – planta (Rhizobium-Leguminosa) que lo hace directamente aprovechable por la planta. El nitrógeno presente en las proteínas y ácidos nucléicos de los vegetales es utilizado por los animales los que a su vezsintetizan proteínas animales y otros compuestos nitrogenados complejos. Cuando las plantas y los animales mueren son sujetos de la destrucción microbiológica, Esto trae como consecuencia la degradación del nitrógeno orgánico y posterior liberación como amoníaco. El amoníaco puede ser utilizado como fuente de nitrógeno por las plantas y microorganismos o bien puede ser oxidado biológicamente hastanitratos. Esta última forma del nitrógeno puede a su vez seguir varias vías: a. Ser lixiviado. b.Ser utilizado como fuente nitrogenada por las plantas. c. Ser reducido hasta amoníaco o hasta nitrógeno gaseoso, el cual escapa a la atmósfera, cerrándose de esta manera el ciclo. En lo antes expuesto se aprecia la singular importancia que tiene para el hombre el ciclo del nitrógeno especialmente en lo querespecta a la producción de alimentos. Es por ello que los agrónomos y científicos, han dirigido su atención hacia la disponibilidad del nitrógeno y hacia los medios para proveerlo de manera que supla la pequeña cantidad disponible en muchos suelos. El estudio concierne especialmente a los microorganismos puesto que en gran parte y casi totalmente, la regulación del abastecimiento del nitrógenoestá en manos de la comunidad subterránea. De las etapas del ciclo del nitrógeno, las que revisten mayor importancia desde el punto de vista práctico son: a. b. c. d. Fijación biológica del nitrógeno atmosférico Mineralización (amonificación) e inmovilización. Nitrificación. Desnitrificación.
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II. FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO. Por fijación biológica del nitrógeno se entiende la...