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.

Gesponsorde koppelingen

Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 2
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie natuur

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).

De bermudadriehoek, natuurverschijnsel of meer?

Wat is er nu precies aan de hand met alle ophef rondom de Bermudadriehoek.

De rode zonnehoed (deel 2)

De prairie Indianen van Noord-Amerika noemde het kruid slangenbeet en gebruikte het vooral om infecties te bestrijden en bij beten van slagen. Ze kneusden de plant tussen stenen en legden het op wonden.

Je hoeft niet goedkoop naar Amerika te vliegen om gratis een Sequoia boom te zien.

Alles is groot in Amerika, ook de beroemde Sequoia bomen maar ook in Nederland kun je gratis een Sequoia boom zien.

Vleesetende planten

Vleesetende planten, eten in plaats van gegeten worden

Aardbevingen voorspellen - Deel 3 - Actuele wetenschap

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

Ralstonia solanacearum

Ralstomia solanacearum in een pathogene becterie.

Ozonlaag

De wereldwijde bezorgdheid over onze ozonlaag

Bestaan zeemeerminnen echt?

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

Aardbevingen voorspellen - Deel 2 - Dieren

Hoe dieren in staat zijn aardbevingen te voorspellen.

De pigmenten in een bladgroen korrel.

De verschillende pigmenten die een blad zijn kleur geeft.

Wat is een biosfeer en hoe maak je er een?

Een uitleg wat een biosfeer is en wat je nodig hebt om er een te maken.

Bloembollen planten, bloembollen kweken, goedkope bloembollen, deel 1

Uitgebreide informatie over bloembollen kopen, planten en kweken deel 1.

Voortplanting kat

Een artikel over de voortplanting van katten met toevoeging van medische termen.

Stromend water

de Typologie van stromend water

De onvoorstelbare krachten van de natuur

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

Minder dan vierentwintig uur per dag

In maart 2011 was er een beving in Japan die tot veel slachtoffers en schade heeft geleid. Deze tekst beschrijft het achterliggende mechanisme en het effect van de beving op de as van onze aarde.

Populatiemodellen en groeifactoren

Uitleg populatiemodellen en groeifactor met formules en voorbeelden.

De wilde eend in Nederland.

Het leven van de wilde eend in Nederland.

De ooievaar in Nederland.

Het leven van de ooievaar in Nederland.

Reflexen, spieren en zenuwen

Beschrijving reflex: De route door het lichaam.

Maatregelingen in de Zeeuwse Natuur

Hoe veilig is de Zeeuwse Natuur?

Waar komen wij vandaan?

Waar komen wij vandaan? Zijn we buitenaards? Hoe kwam het leven op aarde?

De koolstofkringloop

Uitleg over de koolstofkringloop.

De mooiste visstekken van Nederland volgens Gerard van der Horst

Artikel over mooie visstekken van Nederland volgens Gerard van der Horst