Breve histórico das descobertas envolvendo o metabolismo do nitrogênio em plantas
A importância do nitrogênio para as plantas é enfatizada pelo fato de que apenas carbono, oxigênio e hidrogênio são mais abundantes nelas do que esse elemento, sendo considerado portanto, o elemento mineral que mais limita o crescimento vegetal. É constituinte de aminoácidos, proteínas, enzimas, coenzimas, e nucleotídeos.
As primeiras referencias da relação do nitrogênio com as plantas datam de meados do século XVI, relatos dessa época indicavam que as plantas utilizam o nitrogênio do solo e que este deve ser reposto. No entanto, foi apenas no século XVIII que se constatou a presença do nitrogênio no ar (Daniel Rutherford em 1772) e além do nitrogênio de outros compostos como que contem nitrogênio, como o óxido nítrico, ácido clorídrico e amônia (Joseph Priestley em 1774).
No século XIX as pesquisas com o nitrogênio obtiveram grandes avanços, em 1823 Johann Wolfgang Döbereiner produziu amônia a partir de nitrogênio e oxigênio. Em 1836, Jean-Baptiste Boussingault identificou o nitrogênio como sendo essencial para as plantas e que a eficácia dos fertilizantes dependia do teor de nitrogênio. Em 1856 Jules Reiset descobriu que a matéria em decomposição libera nitrogênio, dando suporte a elucidação do ciclo do nitrogênio.
As primeiras evidencias da presença da enzima nitrato redutase em plantas foram relatadas em 1894 e a partir daí diversos estudos foram feitos e já no século XX outros pesquisadores demonstraram que plantas mantidas em soluções de nitrato produziam nitrito e hidroxilamina. Houve diversos estudos sobre a nitrato redutase e sua relação com a luz, temperatura, níveis de substratos, com o molibdênio (cofator).
No ano de 1909 foi feita uma descoberta considerada por muitos uma das mais importantes do século XX, o processo de Harber-Bosch, onde sob temperaturas elevadas (cerca de 200 ºC) e sob pressões elevadas (cerca de 200 atm) na presença de um catalisador metálico o N2 atmosférico combina-se com o nitrogênio formando amônia. Esse é o ponto de partida para fabricação de muitos compostos a base de nitrogênio.
Foi principalmente no século XX que a elucidação do metabolismo do nitrogênio foi feita. Em 1955 Vanecko e Varner demonstraram a relação do nitrito em plantas. E, 1971 Palich e Joy identificaram a enzima glutamato desidrogenase, demonstrando sua especificidade para o glutamato e sua dependência de NADH e NADPH. A glutamina sintetase foi descoberta por Mann et al. em 1979.
Com a contribuição de pesquisadores de diversas partes do mundo e durante vários anos de estudos foi possível identificar e caracterizar a maior parte dos compostos envolvidos no metabolismo do nitrogênio em plantas e assim demostrar como um dos elementos minerais mais importantes para os vegetais é assimilado e metabolizado nos diferentes órgãos das plantas.
A assimilação e o transporte do nitrogênio envolve uma série complexa de reações bioquímicas que ocorrem nos diferentes compartimentos celulares e se caracterizam por estarem entre as reações de maior consumo energético dos organismos vivos.
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- O ciclo do Nitrogênio
- Fixação Biológica do Nitrogênio
- Assimilação do Nitrogênio
- Formas de Transporte
Conjunto de slides sobre o tema ” Assimilação e Transporte de Nitrogênio”: Aguarde!!