Tema 18: asimilación de nitrógeno y azufre Flashcards
¿Qué requiere la asimilación de nitrógeno y azufre?
Requiere la participación de la fase fotoquímica de la fotosíntesis.
Ciclo del nitrógeno: fijación del nitrógeno de forma natural
De dos tipos:
1. FIJACIÓN ATMOSFÉRICA:
- Para rayos> convierten el vapor de agua y O2 en radicales
altamente reactivos que pueden reaccionar con el N2 y formar ácido
nítrico (HNO3), que llega al suelo con la lluvia.
- Reacciones fotoquímicas> entre el óxido nítrico (NO) y el ozono (O3)
formando ácido nítrico (HNO3).
2. FIJACIÓN BIOLÓGICA:
- Para organismos libres del suelo
- Para organismos simbiontes con las leguminosas
¿Cómo se asimila el nitrato= Explica las 3 fases.
Las plantas son capaces de incorporar N inorgánico del suelo en su forma oxidada, NO3-.
Gracias a la activación metabólica de las bacterias nitrificantes, la mayor parte del N del suelo se
encuentra en forma NO3-. También son capaces de incorporar NH4 + (pero es muy tóxico).
La asimilación de NO3- consta de tres etapas:
1. Absorción radicular de NO3-. Su transporte a través de la membrana plasmática tiene
lugar a través de una proteína transportadora y es transportado hacia el interior celular por un
mecanismo de SIMPORT 2H + / NO3- (con ATPasa que transporta H + en el exterior celular).
- Reducción de NO3- a NH4 +.
El poder reductor proviene de las reacciones lumínicas de la fotosíntesis o de la respiración.
ASIMILACIÓN N
La nitrato reductasa se encuentra en el citosol.
La nitrito reductasa se encuentra en los cloroplastos.
La absorción de NO3- y posterior reducción a NH4 + es regulada por la luz (que incrementa la
síntesis de las enzimas implicadas) y por el balance C / N (carbohidratos / aa). - Incorporación del NH4 + a esqueletos carbonados para la síntesis de aa.
En este punto convergen los diferentes procesos metabólicos que proporcionan NH4 +:
- Asimilación de N2 a NH4 + (nitrogenasa).
- Absorción de NO3- y posterior reducción de NH4 + (nitrito y nitrato reductasas).
- fotorrespiración. En la etapa de conversión de glicina a serina en la mitocondria se libera
NH4 +.
- Catabolismo de proteínas. Durante la germinación y senescencia foliar (economía del N), las proteínas son hidrolizadas a N orgánico.
El poder reductor y el ATP son suministrados por las reacciones de la fase lumínica de la fotosíntesis o también por la glucólisis-respiración. Los esqueletos carbonados provienen de la oxidación de carbohidratos (Sintetizados en la fotosíntesis). La asimilación de N es un proceso íntimamente relacionado con el metabolismo del C, ya que origina un flujo de C desde carbohidratos hacia aa. En ausencia de fotosíntesis, el almidón o la sacarosa pueden suministrar este C.
El NO3- absorbido por las raíces puede ser reducido y asimilado a las propias raíces o transportado en la parte aérea de la planta, donde será asimilado. este reparto de la asimilación de NO3- entre las raíces y la parte aérea depende de cada especie y también de las condiciones fisiológicas (cantidad de N en el suelo).
En las raíces no hay cloroplastos ni fotosíntesis, pero si plastos y azúcares procedentes de las hojas. Dos formas de Nitrato reductasa en raíces: NADH y NADPH-dependientes.
Muchas de las reacciones de asimilación de nutrientes tienen lugar en el estroma de los cloroplastos, donde hay fácil acceso a los agentes reductores (NADPH, Fd) generados durante el transporte electrónico fotosintético. Este proceso de acoplamiento de la asimilación de nutrientes en el transporte electrónico fotosintético llama.
FOTOASSIMILACIÓ
Competencia entre el ciclo de Calvin y la fotoassimilació para el NADPH.
Preferencia para el ciclo de Calvin, los NADPH sólo afotoassimilació cuando las necesidades del ciclo de Calvin estansatisfetes.
Metabolismo del azufre
El S es absorbido por las raíces en forma de sulfato (SO42-) y transportado por el xilema hacia las hojas.
El sulfato es incorporado hacia el interior de las células con un mecanismo de SIMPORT con H + (3H + / SO42-), siendo los H + exportados por una ATPasa (de forma similar a la asimilación del nitrato).
La asimilación de sulfato tiene lugar principalmente en las hojas, donde hay más Fd. El azufre asimilado a las hojas viajará vía floema a lugar de síntesis de proteínas (sitios activos de crecimiento)
Incorporación de amonio en moléculas orgánicas
La incorporación del amonio a moléculas orgánicas se hace mediante el ciclo GS / GOGAT, con gasto energético, y resultando en la síntesis
de aminoácidos.
