Fixação Biológica do Nitrogênio

O nitrogênio está presente em diversas formas na biosfera. A atmosfera contém uma vasta quantidade (cerca de 78% por volume) de nitrogênio molecular (N2), porém esse grande reservatório não está diretamente disponível para os organismos vivos. A obtenção de nitrogênio da atmosfera requer quebra de uma ligação tripla covalente de excepcional estabilidade (ou seja, uma grande energia), entre os dois átomos de nitrogênio (como apresentado na figura abaixo) para produzir amônia ou nitrato. Tais reações, conhecidas como fixação do nitrogênio, podem ser obtidas por processo industrial (relâmpagos e vulcões) e por processo natural (ação biológica).
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A fixação biológica é realizada por alguns microrganismos procariontes que possuem o maquinário enzimático necessário para reduzir o nitrogênio molecular à amônia. Esses microrganismos podem ser de vida livre ou viver em associações com organismos eucariontes de diversas categorias taxonômicas, geralmente vegetais superiores, estabelecendo relações simbióticas mutualísticas em grau variado.

A evolução da relação simbiótica planta-fixadores de nitrogênio levou, em algumas espécies vegetais (Eurosideae I), ao desenvolvimento de estruturas altamente eficientes na proteção do sistema de fixação de N: os nódulos.

Os organismos fixadores de nitrogênio pertencem a três grupos: bactérias, cianobactérias e actinomicetos. As bactérias podem ser de vida livre ou estabelecer relações mutualísticas com plantas, formando os nódulos. O tipo mais comum de simbiose ocorre entre as espécies da família Leguminosae e as bactérias de solo dos gêneros Azorhizobium, Bradyrhizobium, Photorhizobium, Rizobium e Sinorhizobium (coletivamente chamados de rizóbios). Outro tipo comum de simbiose ocorre entre várias espécies de plantas lenhosas, como árvores do gênero Alnus, e bactérias do solo do gênero Frankia. Podem ser encontrados, ainda, outros tipos de associações entre herbácias da América do Sul do gênero Gunnera e pteridófitas do gênero Azolla, as quais formam associações com cianobactérias Nostoc e Anabaena, respectivamente.
O processo da fixação de nitrogênio é similar entre os diferentes microrganismos que realizam esse processo e envolve uma fonte variável de elétrons, em função do metabolismo do microrganismo ou do hospedeiro e a enzima nitrogenase.

Para mais informações sobre a fixação biológica de nitrogênio confira as páginas sobre a nodulação e a enzima nitrogenase.

Você sabia?!!

O Brasil só se tornou o maior exportador de soja do mundo graças ao desenvolvimento da técnica de inoculação de fixadores de nitrogênio.

Confira: 2007-Fisiologia da fixação biológica do nitrogênio em soja

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