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Scriptus Naturae (http://scriptusnaturae.8m.com). Pérez, S. & Torralba, A.; 1997.-La fijación del Nitrógeno por los seres vivos.
Seminario Fisiología Vegetal, 21.01. Facultad Biología Oviedo. 21 pp.


GENÉTICA Y EVOLUCIÓN

La información genética de la bacteria para fijar nitrógeno es dada en un cluster de genes denominado nif. Cualquier mutación en este fragmento puede causar un defecto en la fijación, si ocurre esto, es decir una mutación en cualquiera del los genes del cluster nif que signifique una disminución total o parcial de la fijación de nitrógeno lo llamaremos nif-. Pero si identificamos una mutación que no permite fijar nitrógeno pero que dicha mutación no ha sido localizada en el cluster nif, entonces lo denominaremos Nif (con la N mayúscula). Si tenemos un nif- y lo tratamos de modo que revertimos la mutación este mutante pasará a llamarse Nif+.

Estos procedimientos de revertir mutaciones o intercambio de secuencias génicas se realizan mediante dos mecanismos: transducción y conjugación.
- la transducción: se realiza mediante bacteriófagos, cuando estos infectan a una nueva célula huésped puede transferir material genético de la célula. huésped "vieja" a la nueva célula huésped.
- la conjugación: se realiza mediante pilis sexuales, y se transmite información genética por ellos, no todas las células tienen este factor que determina la posibilidad de conjugación y transmisión de este modo de información genética.

Mapa genético de nif

Gracias a algunos experimentos genéticos y a experimentos con mutantes se ha llegado a localizar los genes del cluster nif en el cromosoma bacteriano. La regulación dentro del cluster nif viene dada por tres genes llamados A, E, L. que desactivan la nitrogenasa.


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Fig.7.- Mapa del cromosoma de klebsiellla (según POSTGATE (1978)).

Evolución

Unos de los puntos a considerar y a estudiar dentro de las investigaciones genéticas y bioquímicas dentro de este aspecto es la búsqueda del origen de la fijación biológica del nitrógeno. Aunque es un punto bastante oscuro y que se presenta a la vista difícil de averiguar hay varias especulaciones hechas al respecto.

Una de estas suposiciones es que este carácter es muy anciano, así que en la evolución de organismos superiores ha habido una perdida gradual del mismo. Se han descubierto esta propiedad en algas con heterocistes en rocas del pre-Cámbrico (hace tres mil millones de años).

Otra hipótesis alternativa es la que este carácter no es tan anciano como presupone la otra, sino que antes de que el oxigeno se convirtiera en un agente permanente en la atmósfera, este carácter surgió en una bacteria y ese factor fue difundiéndose de unas a otras ayudando a plantas y algas a obtener nitrógeno (que antes conseguían de otro modo).


 Fijación del nitrógeno por microorganismos libres

Simbiosis con plantas no leguminosas

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