Πώς τα βακτήρια μετατρέπουν το αέριο αζώτου στον αέρα σε αμμωνία;
Το ένζυμο της αζωτάσης είναι μια σύνθετη πρωτεΐνη που αποτελείται από πολλαπλές υπομονάδες. Απαιτεί μια σημαντική ποσότητα ενέργειας για να σπάσει ο τριπλός δεσμός μεταξύ των δύο ατόμων αζώτου στο Ν2. Η ενέργεια για αυτή τη διαδικασία προέρχεται από τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), η οποία είναι ένα καθολικό ενεργειακό νόμισμα στα κύτταρα.
Η συνολική αντίδραση για τη σταθεροποίηση του αζώτου μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
N2 + 8 H + + 8 E- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 PI
Σε αυτή την αντίδραση, απαιτούνται οκτώ ηλεκτρόνια (8 Ε-) και οκτώ ιόντα υδρογόνου (8 Η+) για τη μείωση ενός μορίου του Ν2. Τα μόρια ΑΤΡ παρέχουν την ενέργεια που απαιτείται για αυτή την αντίδραση και μετατρέπονται σε διφωσφορική αδενοσίνη (ADP) και ανόργανο φωσφορικό (ΡΙ) στη διαδικασία.
Η σταθεροποίηση του αζώτου είναι μια ζωτική διαδικασία για την ποδηλασία του αζώτου στο περιβάλλον. Μετατρέπει το αδρανές ατμοσφαιρικό αέριο αζώτου σε μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από φυτά και άλλους οργανισμούς. Τα φυτά απορροφούν ιόντα αμμωνίου (NH4+) ή νιτρικά (ΝΟ3-) από το έδαφος, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση πρωτεϊνών, νουκλεϊνικών οξέων και άλλων ενώσεων που περιέχουν άζωτο.
Ορισμένα διαζότροφα είναι ελεύθερα βακτήρια, όπως το Azotobacter και το Clostridium. Μπορούν να διορθώσουν το άζωτο στο έδαφος, καθιστώντας το διαθέσιμο σε φυτά. Άλλα διαζότροφα είναι συμβιωτικά βακτήρια που ζουν σε στενή σχέση με φυτά, όπως το Rhizobium και το Bradyrhizobium. Αυτά τα βακτηρίδια κατοικούν σε οζίδια στις ρίζες των οσφυϊκών φυτών, όπως σόγια, μπιζέλια και φασόλια, και τους παρέχουν σταθερό άζωτο.
Η διαδικασία σταθεροποίησης του αζώτου είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της γεωργικής παραγωγικότητας και την υποστήριξη της ανάπτυξης των φυτών. Εξασφαλίζει ότι τα φυτά έχουν πρόσβαση στο άζωτο που χρειάζονται για την παραγωγή τροφίμων και άλλων φυτικών προϊόντων, συμβάλλοντας στη συνολική υγεία και βιωσιμότητα των οικοσυστημάτων.
