tema 12 (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Nutrición y metabolismo vegetal
Año del apunte 2016
Páginas 4
Fecha de subida 04/04/2016
Descargas 19
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 12: NUTRICIÓ MINERAL DEL NITROGEN La Font de nitrogen més abundant és l’atmosfera, on es troba en forma de gas. Les plantes no el poden incorporar directament al seu metabolisme perquè és un compost molt inert i estable pel triple enllaç, de manera que la única forma en que es pot donar la fixació és mitjançant organismes diazòtrofs. Les plantes el necessiten en gran quantitats, és el 4t element i acumulen 2x10^4 milions de tones a l’any. A més de l’estructura de triple enllaç, com element té molts estats d’oxidació i dona lloc a molts compostos nitrogenats. La fixació del nitrogen atmosfèric del total de fixació del sòl són 300 milions de tones. Un 10% s’utilitza en la fotoxidació i la fixació industrial, que requereix molta energia per fer fertilitzants ocupa un 30%. Un 60% és la fixació biològica.
Fixació biològica del nitrogen La planta no pot absorbir directament el Nitrogen absorbir. Mitjançant bacteris fixadors de nitrogen en simbiosi o no simbiosi són capaços de convertir-lo en amoni o amoníac. Els bacteris nitrificants el converteixen en nitrits i després a nitrats.
Gracies als bacteris denitrificants, es torna a incorporar el Nitrogen en l’atmosfera.
A la vegada tenim un subcicle ja que el nitrat és el que pot absorbir la planta, de manera que passa a la planta directament, l’animal que menja la planta també l’obté i quan aquests dos moren, mitjançant bacteris descomponedors s’acaba completant el cicle.
Rizosfera Espai on es produeix, petita porció de sol que rodeja les arrels, és una zona de mil·límetres on hi ha interacció entre microorganismes i arrels. Hi ha molts més bacteris allà que en altres llocs. Els microorganismes poden ser patògens, simbionts o beneficiosos (PGB = plant growth promoting bacteria).
Organismes fixadors de nitrogen Tenim 2 grans grups:  No simbiòtics: sempre procariotes  Simbiòtics: associació de Rhizobium amb lleguminoses (principalment) o no lleguminoses. La planta és l’hoste però el mecanisme enzimàtic de reducció del Nitrogen es troba al microorganisme simbiont.
Procés fisiològic de simbiosi Interacció biològica entre 2 o més organisme de diferents espècies. Als organismes involucrats se’ls anomena simbionts i cada organisme en surt beneficiat. En el cas de la imatge la planta aconsegueix el nitrogen gràcies al bacteri i la planta li dona al rizobi substàncies necessàries que ell no pot produir.
Hi ha d’haver un intercanvi de senyals, un determinat rizobi només entra en contacte amb una espècie concreta de lleguminosa. La especificitat és el que dona la efectivitat.
Fases de la infecció 1. Reconeixement cel·lular entre la planta i el bacteri Reconeixement cel·lular: Les lleguminoses exsuden compostos específics per atraure el bacteri, entre els quals trobem els flavonoids. En resposta a aquests, els rizobis activen uns agents anomenats factors Nod, responsables de la formació de nòduls característics en la simbiosi.
Adherència: rhizobium segrega una proteïna d’adherència anomenada ricadesina que fa una unió depenent de calci amb el pèl radicular. A més actuen les lectines en aquest procés.
Curvatura dels pèls radiculars: Es produeix la curvatura dels pèls radiculars i per l’extrem és per on entra el bacteri mitjançant el tub d’infecció.
2. Infecció Està regulada genèticament per la planta i el microsimbiont, hi ha una doble resposta.
Per part del microsimbiont tenim els gens Nod, Nif i Nix i per part de la planta tenim els gens de nodulació o nodulines.
El bacteri comença a degradar la paret cel·lular del pel radicular i és per on penetraran els microorganismes. El bacteri entra dins el pèl radicular i la planta indueix la formació d’un tub de composició semblant a la paret cel·lular que rep el nom de tub d’infecció. Els rizobis que entren es reprodueixen allà, travessen cèl·lules epidèrmiques fins que arriben a les cèl·lules del còrtex produint la seva divisió i allà es comencen a introduir per totes les cèl·lules. Els bacteris s’alliberen des del tub d’infecció per endocitosi a les cèl·lules vegetals en divisió.
3. Establiment del simbiosoma Quan ja es troben dins del còrtex queden separats de la cèl·lula per una membrana peribacteriodal (MPB) i es van dividint. A continuació hi ha una divisió continua i sincronitzada dels rizobis rodejats del MPBs. Finalment els rizobis pateixen transformacions i es formen bacteroides, que quedaran rodejats individualment o en grups per la MPB. L’estructura aquesta es coneix com simbiosoma i el bacteroide és el que té la capacitat de fixar el Nitrogen.
Tipus de nodulació   Indeterminats: diferents zones, una de diferenciació de bacteroides, de fixació del nitrogen i zona de senescència. Forma més allargada.
Determinats: no té zones diferenciades, al mig i ha cèl·lules no vaquolades actives simbiòticament, envoltades per cèl·lules vaquolades.
Procés biològic de simbiosi Gracies al complex enzimàtic nitrogenasa es dona la fixació del nitrogen, com la planta no el presenta necessita associar-se amb altres organismes que si que ho puguin fer. Aquest enzim és força complex i està format per 2 complexos proteics: nitrogenasa reductasa amb ferro i nitrogenasa amb ferro- molibdè ( és la que redueix N2 atmosfèric a amoni o amoníac). Aquest enzim necessita molta energia en forma d’ATP.
El complex nitrogenasa reductasa és molt sensible a l’oxigen i s’inactiva amb ell. El bacteroide i la planta han de protegir el complex de l’oxigen. A més necessita magnesi per funcionar. La reductasa cedeix els electrons a la nitrogenasa. Per cada mol de nitrogen es necessiten 13 d’ATP.
Metabolisme del simbiosoma Via floema els productes de la fotosíntesi arriben en forma de sacarosa i entren a la cèl·lula vegetal, la sacarosa no entra dins el bacteroide però si es transforma en malat si que entra dins del bacteroide. Dins del bacteroide és on es troben la ferrodoxina que li cedeix els electrons a la nitrogenasa, de forma que els complexos poden produir amoni o amoníac, es podran formar aminoàcids que via xilema seran transportats a les parts de la planta on es necessiti.
la nitrogenasa és sensible a l’oxigen però també s’ha de produir la respiració, gràcies a la leghemoblobina (color rosat, vermellós) l’oxigen és segrestat per a que no arribi directament al bacteroide.
...