Stikstofbinding door vrijlevende en door in symbiose levende bacteriën


Publicatie datum:

in dit artikel wordt gekeken naar het gebruik van vrij stikstof in de lucht wat gebruikt kan worden door stikstof bindende bacteriën als bouwstof.

Gesponsorde koppelingen

Stikstof is het meest voorkomende element in de atmosfeer van de aarde. Een kleine 80% van de atmosfeer bestaat uit stikstof. Het is voor een organisme dus erg gunstig om N2 uit de lucht te gebruiken als stikstofbron, gebonden stikstof hoeft nu niet aanwezig te zijn om te kunnen groeien en het is nu geen limiterende factor meer.
Stikstof is een essentieel element dat wordt gebruikt om nucleotiden op te bouwen (DNA) en aminozuren voor de opbouw van eiwitten. 

Alleen organismen met nitrogenase kunnen N2 omzetten in bruikbaar NH3. Toch groeien organismen die nitrogenase bevatten niet snel massaal uit, aangezien de stikstofbiding erg veel energie kost. De totaalreactie wordt weergegeven als:
N2 + 16 ATP + 8e- + 8H+ => 2NH3 + 16 ADP + 16 Pi + H2
De limiterende factor in de groei van stikstofbindende bacteriën is dus de energiebron, organische koolstof in het geval van chemotrofe bacteriën, licht in het geval van autotrofe bacteriën.
Door in symbiose te gaan met hogere organismen, kan dit probleem deels verholpen worden. De stikstofbindende bacteriën leveren gebonden stikstof aan het hogere organisme, terwijl deze energie levert aan de bacterie.

Een voorbeeld van een in symbiose levende cyanobacterie is een korstmos. Een cyanobacterie leeft hier in symbiose met een schimmel. Zonder elkaar kunnen ze niet leven. De cyanobacterie leeft aan de bovenkant. Deze is foto-autotroof, gebruikt zonlicht als energiebron en CO2 als koolstofbron om fotosynthese uit te voeren. Koolstofdioxidebinding gebeurt in de celmembraan, de cyanobacterie heeft geen chloroplasten! Ook heeft deze in een milieu zonder gebonden stikstof heterocysten, waarmee moleculair stikstof uit de lucht gebonden kan worden. De schimmel hecht met zijn hyfedraden op een oppervlak, scheiden zuren uit waarmee het oppervlak verruwd en de hechting beter wordt. De schimmel is chemo-heterotroof, en haalt nutrienten uit het oppervlak of uit de lucht, evenals H2O. 

Een voorbeeld van een stikstofbindendt organisme is Rhizobium, die leeft in wortelknolletjes van Vlinderbloemigen, en de symbiose van cyanobacteriën met schimmels die samen korstmossen vormen.

Bij Rhizobium begint het ermee dat de bacterie wordt opgenomen door de wortelharen van een vlinderbloemige plant, waarna een gedeelte van de wortel wordt afgesnoerd. Hierdoor ontstaan er knolletjes waar bacteriën in zitten opgehoopt.
De symbiose tussen plant en bacterie is genetisch bepaalt vanuit de plant.                      

Waarschijnlijk is het gen voor symbiose met Mycorrhiza gemuteerd bij vlinderbloemigen, zodat alleen deze planten symbiose aan kunnen gaan met Rhizobium.
Rhizobium geeft gebonden stikstof aan de plant, terwijl de plant koolhydraten, proteïnen en zuurstof levert aan de bacterie. 

De nitrogenase activiteit van een stikstofbindende bacterie kan geanalyseerd worden met een gaschromatograaf.


Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 2
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie natuur

De Peelrandbreuk en wijst

Een bijzonder natuurverschijsel in Oost Brabant

Ozonlaag

De wereldwijde bezorgdheid over onze ozonlaag

Wat is gras en hoe maak je het beste grasveld.

Bij een mooie villa hoort een mooi grasveld lees hier hoe je het beste grasveld kunt maken.

De meerkoet.

Het leven van de meerkoet in Nederland.

De goedkoopste natuurlijke bladluis bestrijding.

Bladluizen kunnen een ware plaag zijn in je tuin, hoe kun je ze op een natuurlijke manier bestrijden.

De mooiste visstekken van Nederland volgens Gerard van der Horst

Artikel over mooie visstekken van Nederland volgens Gerard van der Horst

De groene zoekmachine

zoeken naar informatie kost veel energie. CO2 neutraal zoeken kan nu ook via Znout

Het ontstaan van de bollenstreek

Het ontstaan van de bollenstreek

Zeewater Intrusie – Watermanagement

De oorzaken en gevolgen van zeewater intrusie in kust- en delta gebieden kunnen enorm zijn zonder dat men het weet en er aandacht aanbesteed. Toch is het fenomeen zeewater intrusie één van de grootste internationale zorgen van de watermanagers (ingenieurs).

Aardbevingen voorspellen - Deel 3 - Actuele wetenschap

Deel 3: Hoe is men tegenwoordig bezig met het voorspellen van aardbevingen? En wat is de beste manier?

Goedkope botanische tulpen.

Uitgebreide informatie over Tulpen kopen, planten en kweken van botanische tulpen.

Duurzame Ontwikkeling

over duurzame ontwikkeling

De Amazone

Informatie over de rivier de Amazone en het Amazonegebied

De Stikstofkringloop.

Uitleg over de stikstofkringloop.

Belangrijke cycli

Beschrijving van vier cycli

Bestaan zeemeerminnen echt?

Zij heeft al menig mannenhart op hol gebracht, haar schoonheid is legendarisch, de zeemeermin.

De onvoorstelbare krachten van de natuur

In dit artikel vertel ik over natuurgeweld en de gevolgen ervan.

Kaapse Zonnedauw (Drosera capensis)

De Kaapse Zonnedauw (Drosera capensis) is een vleesetende plant

Brandnetels, kruid of onkruid?

Brandnetels in Nederland, kruid of onkruid. Wat gebeurd er al je wordt geprikt en wat kun je er tegen doen?

Tips voor een mooie tuin!

Ben je op zoek naar tips om je tuin mooi aan te leggen? Lees hier alles over planten, bloemen en de aanleg van je tuin!

Rudimentaire organen bij de mens, hebben ze werkelijk geen functie?

Rudimentaire organen worden beschreven als organen die in de loop der tijd hun functie zijn verloren of bijna door het evolueren van een organisme. In dit artikel gaan we dieper in op de rudimentaire organen die wij als mens bezitten; hebben ze nou werkelijk geen functie?

Tijdreizen is mogelijk

Door veel mensen wordt tijdreizen onmogelijk geacht. In dit artikel wordt het tegendeel bewezen.

Natuurrampen en het ontstaan ervan

De uitleg over het ontstaan van verschillende natuurrampen.

Afrikaantjes tegen allerlei kwalen en ziektes, Tagetes tegen allerlei kwalen en ziektes

In China gebruikt men de bekende tuinbloemetjes Tagetes of te wel Afrikaantjes tegen allerlei kwaaltjes en ziektes.

Stromend water

de Typologie van stromend water