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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.
Como se puede apreciar en la siguiente tabla,
existen gran cantidad de microorganismos capaces de fijar nitrógeno.
¿De qué medio se valen todos estos microorganismos
tan distintos para fijar nitrógeno? Pues de un complejo
enzimático conocido bajo el nombre de nitrogenasa. La nitrogenasa
es un heterodímero formado por una subunidad grande y otra
pequeña. La subunidad grande está compuesta a su
vez por cuatro subunidades polipeptídicas iguales dos a
dos, mientras que la subunidad pequeña está compuesta
a su vez por dos subunidades aparentemente idénticas. Ambas
subunidades de la nitrogenasa contienen átomos de hierro
y azufre, conteniendo además molibdeno la subunidad grande.
Como veremos más adelante, la presencia de molibdeno y
hierro en el medio será uno de los factores que influya
en la actividad del enzima.
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MICROORGANISMO |
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IMPORTANCIA ECONÓMICA |
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Bacillus polymyxa Clostridium |
heterotrófico |
Beneficios marginales en agricultura |
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Azotobacter Azomonas insignis Azotococcus agilis Beijerinckia derxii Derxia gummonsa Xhantobacter flavus |
heterotrófico |
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Klebsiella pneumoniae Enterobacter aerogenes Erwinia herbicola Citrobacter freundii Azospirillum brasilense |
Anaeróbico o microaerófilo |
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Rhizobium Bradyrhizobium |
heterotrófico |
Muy importantes en el cultivo de leguminosas |
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Frankia |
heterotrófico |
Uso potencial en bosques |
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Methylocystis Methylococcus |
autotrófico |
Obtención de proteína unicelular |
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Thiobacillus ferrooxidans |
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Anabaena Nostoc Gloeothece Spirulina Synechococcus |
Anaeróbico o microaerófilo, fotolitotrófico |
Cultivo de arroz, producción de proteína unicelular |
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Chromatium vinosum |
fotolitotrófico |
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Chlorobium limicola |
fotolitotrófico |
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Rhodospirillum rubrum Rhodopseudomonas palustris Rhodobacter capsulatus Rhodomicrobium vannielli |
Anaeróbico, fotoorganotrófico |
Depuración de aguas residuales, abono y pienso para piscifactorías |
Uno de los mayores problemas a los que se
enfrentan los microorganismos fijadores de nitrógeno es
que la nitrogenasa se destruye en presencia de oxígeno
(en particular la subunidad pequeña, dejando inactiva al
complejo enzimático). Este problema lo han intentado subsanar
de distintas formas, como ya veremos más adelante. Otra
de las características dela nitrogenasa es que no solo
es capaz de reducir al dinitrógeno molecular, sino que
también actúa sobre una gran cantidad de substratos
(acetileno, protones, trinitrógeno, alquilacetilenos, ciclopropeno,...).
Existen tres métodos de medida:
1- el basado en el contenido total del nitrógeno
2- el basado en la reducción del acetileno
3- el basado en el uso del isótopo 15 del nitrógeno
1- Contenido total del nitrógeno.
En este primer método solo decimos que hay dos procedimientos posibles:
2- Reducción del acetileno.
Este método ha sido utilizado desde
que se describió por primera vez en 1966. esta técnica
del análisis del acetileno y su producto de reducción
el acetileno es hecho por cromatografía de gas y es bastante
simple, barata y bastante fiable. Se realiza cada ciertos periodos
de tiempo y luego se hace una estimación de la cantidad
de nitrógeno media fijada.
Este método tiene dos grandes limitaciones:
- las raíces deben estar encerradas (en algún recipiente hermético) luego es imposible medirlo en el campo.
- Como es un método indirecto de medida hay ciertos parámetros de conversión que pueden variar de un caso a otro, luego conviene averiguar los parámetros experimentalmente en cada caso.
3- Uso de isótopo 15 del nitrógeno.
Tienen las mismas limitación que la
medida por acetileno porque las raíces deben estar colocadas
en un sitio cerrado. Es más fiable que la técnica
del acetileno pero tiene la gran desventaja del alto costo del
espectrofotómetro requerido y de la inestabilidad del isótopo.
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