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FIJACIN BIOLGICA DE N2TEMARIOUNIDAD VII:

Fijacin biolgica de nitrgeno: proceso bioqumico. Enzima nitrogenasa. Grupos de organismos fijadores de nitrgeno. Simbiosis rizobio-leguminosa. Taxonoma de rizobios. Tcnicas de aislamiento e identificacin de organismos diaztrofos. Transformacin del N2 en NH4+, y su inmediata incorporacin en compuestos orgnicos (aminocidos).

Microorganismos que la realizan: procariticos.

Reaccin bioqumica: N2 + H+ + ATP NH4+

NH4+ + -cetoglutarato + NADPH glutamato

REQUERIMIENTO ENERGTICO: 12 - 24 ATP.Enzima responsable: Nitrogenasa. FIJACIN BIOLGICA DE N2 Enzima NitrogenasaENZIMA NITROGENASA (Nasa) Unidad 1: molibdo-ferro protena (4 subunidades peptdicas).

Unidad 2: ferro-protena (2 subunidades peptdicas).

Condiciones ambientales: baja tensin de O2, dficit de NH4.

Genes involucrados: nif.Unidad IUnidad IITransporte de e-ATPN2NH3MoFeFerredoxina reducida (Poder reductor)Ferredoxina oxidadaKP IIKP IIKP II *KP II*e-Mg+2ADP + PiATP-MgATPMg+2ATP-MgKP II*NNKP I *MoMoKP I *MoMoNNKP I *MoMo2 NH4+N2ATP-MgMecanismo de accin de la Nitrogenasa NH4+ N2 NO3-Oxidacin: (produce energa) nitrificacin Reduccin: (consume energa) asimilacin: plantas y microorganismosdenitrificacinFIJACIN-3+50NITRGENO EN EL SUELOFUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA Y C: FLA con fotosntesis anoxignica (fuente de poder reductor SH2.

FUNCIONAMIENTO DE NITROGENASA: Anaerobios. BACTERIAS FOTTROFASFUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA Y C: FLA. FUNCIONAMIENTO DE NITROGENASA: HETEROCISTOS. HBITAT: - VIDA LIBRE. - SIMBITICAS: con hongos, helechos, cycas.

CIANOBACTERIASHeterocistos

Simbiosis Anabaena -Azolla

Cianobacteria filamentosaHeterocistoMORFOLOGA: Gram +, HIFAS, ESPORANGIOS.

FUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA Y C: QOH (respiracin). FUNCIONAMIENTO DE NITROGENASA: VESCULAS.

HBITAT:

-SIMBITICOS: con leosas no leguminosas (gen Frankia).

ACTINOMYCETES

ESTRUCTURA DE UN NDULO DE FRANKIAAZOSPIRILLUM:

MORFOLOGIA: Gram -, bacilos curvos y mviles

FUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA Y C: QOH (respiracin).

FUNCIONAMIENTO DE LA NITROGENASA:

- en microaerobiosis fija N2. - en aerobiosis consume N orgnico.

HBITAT: AMBIENTES RIZOSFRICOS DE BAJA TENSIN DE O2 EUBACTERIAS: MICROAEROBIASMUTUALISMO:

Colonizacin de la raz de una planta de Sorgo por la Bacteria Promotora de Crecimiento en Plantas Azospirillum brasilensevisualizada con un Microscopio Laser Confocal. Las bacterias se observan de color morado

AzospirillumBACTERIAS EN LA RIZSFERAEfectos de la planta sobre los microorganismos Sobre el ambiente:

pH. % humedad. CO2/O2.Sobre la nutricin:

restos de tejidos: descamacin, muerte. exudados: compuestos simples.

Efectos de los microorganismos sobre las plantas Sinergismos (PGPR) Fijacin de N2. Produccin de antibiticos. Produccin de fitohormonas. Degradacin de fitotoxinas. Acidificacin: solubilizacin.Antagonismos

Competencia por agua. Competencia por nutrientes. Produccin de fitotoxinas.

EFECTO RIZOSFRICO

VIDA LIBRE:

CLOSTRIDIUM:

MORFOLOGIA: Gram +, mviles, esporulados

FUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA y C : QOH (fermentacin butirica)

FUNCIONAMIENTO DE LA NITROGENASA: anaerobiosisEUBACTERIAS: ANAEROBIAS

AZOTOBACTER:

MORFOLOGIA: Gram -, mviles, aerbicas, con quistes de pared gruesa, heteromorfas.

FUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA Y C: QOH (respiracin)

FUNCIONAMIENTO DE LA NITROGENASA:

- activacin de la respiracin (pulsos). - presencia de capas mucosa. - clulas grandes. - membranas intracelulares.EUBACTERIAS: AEROBIASVIDA LIBRE

AzotobacterReferencias:Clulas vegetativas (heteromorfas)Quistes (cistos)SIMBIOTICAS:RHIZOBIOS:

MORFOLOGA: Gram -, bacilos mviles, cpsulas mucosas, grnulos de reserva.

FUENTE DE PODER REDUCTOR, ENERGA y C: QOH (respiracin)

FUNCIONAMIENTO DE LA NITROGENASA: Leghemoglobina.

HBITAT: -LIBRES: fuente de C y N: compuestos orgnicos.

-SIMBITICOS: fuente de C: fotosintatos de la planta. fuente de N: fijacion de N2.EUBACTERIAS: AEROBIAS

PROCESO DE FORMACIN DEL NDULO

Reconocimiento e infeccin: genes nod.

2) Sntesis de la membrana envolvente: leghemoglobina: genes fix y de la planta.

Composicin de la leghemoglobina: hemoprotena (con Fe).

3) Formacin del ndulo: genes de la planta.FORMACIN DE NDULOS

Ndulo de soja partido por la mitad

Ndulos de soja conRhizobios

ESTRUCTURA DE UN NDULO DE RIZOBIOMitocondriasHaces vascularesMeristema de la razMembrana envolventeBacteroides

REFERENCIAS:A B y C: NDULOSD E y F: BACTEROIDES

FUNCIONAMIENTO DEL NDULOFam: Rhizobiaceae:

- Rhizobium:R. leguminosarum (poroto, vicia, arveja).

- Sinorhizobium:S. meliloti (melilotus)S. medicae (alfalfa)

Fam: Bradyrhizobiaceae:

- Bradyrhizobium:B. japonicum (soja)

Fam: Phyllobacteriaceae:

Mesorhizobium:M. ciceri (garbanzo)M. chacoense (algarrobo)

- Allorhizobium:A. undicola (Neptunia sp)

Fam: Hyphomicrobiaceae:

AzorhizobiumA. caulinodans (Sesbania sp)

TAXONOMA DE RIZOBIOS