El nitrógeno es un elemento esencial para el crecimiento de casi todas las formas de vida , especialmente de las plantas. Aunque el nitrógeno es es disponible en abundancia en el aire como un gas , que es inutilizable por las plantas y los animales hasta que se convierte en nitrato o amoniaco , que luego se utiliza para fabricar proteínas y otros compuestos importantes . Algunas plantas utilizan cianobacterias especiales , llamados heterocistos , con el fin de convertir el nitrógeno en el aire a una forma biológicamente disponible . Identificación

heterocistos son células que fijan el nitrógeno especiales formados en ciertos tipos de cianobacterias en tiempos de escasez de nitrógeno . Estas células especializadas , con el fin de convertir el nitrógeno en el aire a una forma las bacterias pueden utilizar , tienen que mantener el oxígeno fuera de la célula . Esto requiere de varios cambios en la propia célula , incluyendo las paredes adicionales para mantener el oxígeno . Además , puesto que la célula necesita para ser libre de oxígeno para la fijación de nitrógeno a suceder , no es capaz de producir algunos de los compuestos que necesita para producir energía y seguir con vida . Como resultado , estas células participan en un intercambio con otras células cercanas , intercambiando nitrógeno utilizable para los compuestos se puede convertir en energía. Una vez que una célula normal cianobacterias se convierte en un heterocyst , no se puede volver atrás. Se cree que la formación de heterocyst se basa en la cantidad de amoníaco y nitrato que están disponibles.
Importancia

heterocistos menudo forman una relación simbiótica con ciertos tipos de azul - algas verdes. Esto significa que los dos organismos trabajan juntos para su beneficio mutuo. Heterocistos proporcionan las algas con el amoníaco y los nitratos y las algas en las curvas proporciona los heterocistos con otros nutrientes. En esta forma de simbiosis , los heterocistos pueden constituir la mayoría de las bacterias y la formación de heterocyst ya no está regulada por la cantidad de amoníaco y los nitratos , pero en base a las señales de que la planta proporciona. Esta forma de relación no es raro entre las plantas y las bacterias , ya que permite que las plantas obtienen los nutrientes que no podrían obtener de otro modo .
Características

formación heterocyst es marcado por varios cambios en la célula, incluyendo la formación de tres paredes celulares adicionales . Heterocistos también comienzan a producir ciertas proteínas que están implicadas en la fijación de nitrógeno , y se degradan las proteínas que producen oxígeno . Por último , la célula produce enzimas glucolíticas más , lo que permite a la célula para producir energía sin oxígeno . Por último , con el fin de asegurarse de que no hay oxígeno presente en la célula , la célula heterocyst produce proteínas que limpian cualquier oxígeno restante .

Tipos

Además de la simbiosis entre heterocistos y algas verde-azules , la simbiosis entre bacterias y plantas de nitrógeno fijando ocurre con otras especies también. La planta más común que utiliza esta técnica es la familia de las leguminosas , que incluye los frijoles, los cacahuetes , trébol, y la alfalfa . Estas plantas utilizan un tipo de bacterias llamadas rizobios en sus raíces para producir nitrógeno.
Importancia

La fijación de nitrógeno , por heterocistos y otras bacterias simbióticas , es una parte importante de ecología y es crítico para prevenir el agotamiento de nitrógeno utilizable , no sólo para las plantas individuales que utilizan esta simbiosis , pero para los sistemas ecológicos como un todo . La fijación de nitrógeno es la base de prácticas tales como la rotación de cultivos, en la que los agricultores rotan los campos entre las plantas los nutrientes que consume , como el maíz con otros cultivos , más de reabastecimiento , como frijoles y legumbres. Sin heterocistos y otras bacterias fijadoras de nitrógeno , los nitratos y amoníaco necesarios para sostener la vida sería muy limitado, permitiendo así que sólo ciertos tipos de plantas para crecer y restringir severamente la variedad de fauna y flora que pueblan el planeta.