азотфиксирующие бактерія
Хоча гемоглобін зазвичай вважається продуктом чисто тваринного походження, одна його форма - леггемоглобін, була виявлена у бобових рослин. Його присутність обмежена клітинами кореневих бульбочок, що містять симбіотичні азотфиксирующие бактерії (Rhizobium spp. Гемопротеинов з властивостями гемоглобинов виявлені також у деяких грибів і найпростіших. [31]
Одноразова заорювання люпину в 4 рази підвищує кількість ґрунтових азотфіксуючих бактерій. [32]
Складові частини ґрунтового повітря не в однаковій мірі поглинаються корінням рослин, мікроорганізмами і самої грунтом. Так, в грунтах щодо мало використовується азот (азотфиксирующими бактеріями), значно більше - кисень, С02 і аміак; вуглекислий газ, втім, продукується грунтовою мікрофлорою. Тому грунтовий повітря за складом відрізняється від що знаходиться в атмосфері. [33]
Аміак, безсумнівно, є головним, можливо навіть єдиним, неорганічним з'єднанням азоту, безпосередньо використовуються в біосинтезі амінокислот. Це положення однаково справедливо як для вищих рослин, так і для синьо-зелених водоростей, азотфіксуючих бактерій і дріжджів. [34]
Мутуалістіческіе форми відносин відомі і в рослинному світі. Зокрема, взаємні метаболічні зв'язку в сфері кореневої системи вищих рослин встановлюються з мікорізообразующімі грибами, з азотфиксирующими бактеріями. [35]
Не так давно було ідентифіковано ще одне з'єднання, що служить переносником електронів між X d і піридиннуклеотидів. Спочатку було виявлено, що він бере участь в іншій важливій биосинтетической системі реакцій - перетворення атмосферного азоту в NH азотфиксирующими бактеріями (див. Гл. Пізніше з'ясувалося, що подібні пігменти присутні у найрізноманітніших анаеробних і фотосинтезуючих бактерій, у синьо-зелених і зелених водоростей і в клітинах вищих рослин. Він має характерний спектром поглинання з максимумом в області 390 ммк, який зникає при хімічному або фотохімічному відновленні. Ці атоми заліза, ймовірно, пов'язані з таким же числом ц стеінових залишків білка. Крім того, ферредоксин містить таке ж число отщепляют кислотою атомів сірки. Це або неорганічний сульфід, або дуже лабільні органічні залишки, які розкладаються з утворенням H2S в кислому середовищі. Амінокислотний склад ферредоксина незвичайний: в ньому немає таких амінокислот, як гістидин, метіонін і триптофан. Хоча залізо в молекулі ферредоксина може існувати як в двухвалентном, так і в трехвалентном стані, все ж не можна стверджувати з упевненістю, що окислювально-відновні властивості цього білка (відомо, що ферредоксин - одно-електронний переносник) пов'язані зі зміною валентності іона заліза. Думка про участь ферредоксина в реакціях системи I виникла, коли з'ясувалося, що невідомий розчинний фактор, що потребується для фотовідновлення НАДФ хлоропластами, може бути замінений бактеріальним ферредоксин і що хлоропласти на світлі можуть каталізувати відновлення (знебарвлення) бактеріального ферредоксина. Проте обидва з'єднання мають подібні низькі окислювально-відновні потенціали. [36]
Таким чином, планетарна роль рослин і інших фотосінте-зірующіх організмів надзвичайно велика: 1) вони перетворюють енергію сонячного світла в енергію хімічних зв'язків органічних сполук. Остання використовується усіма іншими живими істотами планети; 2) вони поставляють в атмосферу кисень, який служить для окислення органічних речовин і вилучення за допомогою цього запасеної в них хімічної енергії аеробними клітинами; 3) нарешті, деякі види рослин в співдружності (симбіозі) з азотфиксирующими бактеріями (див. Нижче) переводять атмосферний азот до складу молекул аміаку, його солей і органічних азотовмісних сполук. [37]
Жодне зелена рослина не може харчуватися безпосередньо азотом атмосфери. Однак існує група мікроорганізмів, здатна зв'язувати атмосферний азот, роблячи його доступним для рослин. Ці мікроорганізми називаються азотфиксирующими бактеріями. вони поділяються на бульбочкові бактерії, що розвиваються на коренях бобових рослин, і на вільно живуть в грунті. [38]
Однак, оскільки в земній корі міститься дуже мало неорганічного азоту у вигляді розчинних солей, всі живі організми залежать в кінцевому рахунку від цього атмосферного азоту і від організмів, здатних його фіксувати. Ціанобактерії ведуть незалежне існування, тому що вони повністю автотрофних. Майже всі інші види азотфіксуючих бактерій живуть в грунті. Деякі з них живуть в якості симбіонтів в кореневих бульбах певних видів рослин, головним чином представників сімейства бобових, і здійснюють тут симбіотичний фіксацію азоту. Нитрифицирующие бактерії окислюють аміак до нітритів і нітратів, а денітрифікуючі знову перетворюють нітрати в аміак. [40]
У різних рослин відзначаються свої пристрасті до мікроелементів. Так, деяким папоротям для нормального розвитку необхідний алюміній, діатомових водоростей - кремній, а деяким зеленим водоростям - селен. Для успішного формування мутуалізму азотфіксуючих бактерій і бобових необхідний кобальт. [42]
Гемоглобін клубеньков спектрофотометрич-скі не відрізняється від гемоглобіну ссавців, але дещо відрізняється від нього за своїм амінокислотним складом. Було відмічено, що приєднання і видалення N2 супроводжуються зрушенням в спектрі гемоглобіну; в даний час функція гемоглобіну в фіксації азоту не ясна. Були проведені ретельні дослідження несімбіотіческіх азотфіксуючих бактерій. проте виявити у них гемоглобін не вдалося, так що функція гемоглобіну, очевидно, пов'язана повністю з симбиотическими системами. [44]
Кругообіг азоту також охоплює всі області біосфери. Хоча його запаси в атмосфері практично невичерпні, вищі рослини можуть використовувати азот тільки після його сполуки з воднем або киснем. Найважливішу роль при цьому відіграють азотфіксуючі бактерії. Азот втягується в біогенний круговорот двома шляхами: 1) шляхом розчинення різних оксидів азоту в дощовій воді і надходження його таким чином в грунту, воду і океан; 2) шляхом біологічної фіксації азоту бульбочкових бактерій, вільними азотфиксирующими мікроорганізмами. Азот в живих організмах займає дуже важливе місце, він входить до складу білків і нуклеїнових кислот. Молекулярний азот атмосфери можуть засвоювати лише деякі мікроорганізми і синьо-зелені водорості, переводячи його в азотисті сполуки. [45]
Сторінки: 1 2 3 4