Pengertian Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen adalah yang paling kompleks dari siklus unsur yang membentuk sistem biologis. Hal ini disebabkan pentingnya dan prevalensi N dalam metabolisme sel, keragaman jenis metabolisme nitrogen, dan keberadaan elemen dalam berbagai bentuk.

Procaryotes dasarnya terlibat dalam siklus nitrogen biologis dalam tiga proses yang unik. Nitrogen Fiksasi: proses ini mengubah N2 di atmosfer menjadi NH3 (amonia), yang berasimilasi ke dalam asam amino dan protein.

Fiksasi nitrogen terjadi pada banyak bakteri yang hidup bebas seperti clostridia, azotobacters dan cyanobacteria, dan bakteri simbiotik seperti Rhizobium dan Frankia, yang mengasosiasikan dengan akar tanaman untuk membentuk nodul karakteristik. Fiksasi nitrogen biologis adalah cara yang paling penting yang N2 dari udara masuk ke dalam sistem biologis.

N2 —————-> 2 NH3 fiksasi nitrogen
Respirasi anaerobik: ini berhubungan dengan penggunaan bentuk-bentuk teroksidasi nitrogen (NO3 dan NO2) sebagai akseptor elektron terakhir untuk respirasi.

Respirers anaerobik seperti Bacillus dan Pseudomonas merupakan penghuni tanah umum yang akan menggunakan nitrat (NO3) sebagai akseptor elektron. NO3 dikurangi menjadi NO2 (nitrit) dan kemudian ke bentuk gas nitrogen seperti N2 atau N2O (nitrous oxide).

Proses ini disebut denitrifikasi. (Sebuah proses terkait yang dilakukan oleh beberapa spesies Bacillus, yang disebut reduksi nitrat dissimilatory mengurangi NO3 menjadi amonia (NH3), tapi ini tidak dianggap denitrifikasi.) Bakteri denitrifikasi biasanya mikroba fakultatif yang bernafas setiap kali oksigen tersedia oleh respirasi aerobik.

Jika O2 tidak tersedia untuk respirasi, mereka akan beralih ke respirasi anaerob alternatif yang menggunakan NO3. Sejak NO3 adalah bentuk umum dan mahal dari pupuk di tanah, denitrifikasi mungkin tidak begitu baik untuk pertanian, dan satu pemikiran untuk mengolah tanah adalah untuk tetap aerobik, sehingga menjaga pupuk nitrat dalam tanah.

NO3 —————-> NO2 —————-> N2 denitrifikasi

Pengertian Siklus Nitrogen
Pengertian Siklus Nitrogen

Reaksi keseluruhan denitrifikasi yang ditunjukkan di atas dilanjutkan melalui pembentukan nitrous oxide (N2O). Sebuah artikel terbaru oleh Wunsch sebuah Zumft di Journal of Bacteriology, vol. 187 (2005), menyoroti baru pada proses denitrifikasi. N2O adalah metabolit bakteri di PEMULIHAN Nitrogen fiksasi.

Peningkatan atmosfer antropogenik dari N2O adalah memprihatinkan, seperti disebutkan di atas (sebagai gas rumah kaca, N2O memiliki 300 kali panas kapasitas sebagai CO2 menyerap). Bakteri denitrifikasi bernafas menggunakan N2O sebagai akseptor elektron menghasilkan N2 dan dengan demikian memberikan wastafel untuk N2O.

Artikel ini memberikan wawasan baru ke dalam proses ini dengan mengidentifikasi protein membran-terikat dalam bakteri denitrifikasi disebut NosR, yang diperlukan untuk ekspresi N2O reduktase dari gen nosZ.

The NosR protein memiliki pusat redoks diposisikan di sisi berlawanan dari membran sitoplasma, yang memungkinkan untuk mempertahankan seluruh sel N2O respirasi dengan bertindak pada N2O reduktase.

Nitrifikasi adalah bentuk metabolisme lithotrophic yang secara kimiawi kebalikan dari denitrifikasi. Bakteri nitrifikasi seperti Nitrosomonas memanfaatkan NH3 sebagai sumber energi, oksidasi untuk NO2, sedangkan Nitrobacter akan mengoksidasi NO2 untuk NO3.

Bakteri nitrifikasi umumnya terjadi di lingkungan perairan dan signifikansi mereka dalam kesuburan tanah dan siklus nitrogen global tidak dipahami dengan baik.

Keseluruhan proses Nitrifikasi

NH3 —————-> NO2 (Nitrosomonas)

NO2 —————-> NO3 (Nitrobacter)

Sebuah aspek penting akhir dari siklus nitrogen yang melibatkan procaryotes, meskipun tidak secara eksklusif, adalah dekomposisi senyawa yang mengandung nitrogen. Sebagian besar nitrogen organik (protein, misalnya) menghasilkan amonia (NH3) selama proses deaminasi. Jamur yang terlibat dalam dekomposisi, juga.

Tanaman, hewan dan protista, serta procaryotes, menyelesaikan siklus nitrogen selama penyerapan unsur nutrisi mereka sendiri. Nitrogen asimilasi biasanya dalam bentuk nitrat, gugus amino, atau amonia.

Loading...

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *