DSCN6229 (Kopiowanie)

212 Biologia - repetytorium dla kandydatów na akademie malfcu.

5.3.5.5. Wiązanie azotu atmosferycznego

Źródłem azotu - niezbędnego do budowy białek - są w organizmach zwierzęcych aminokwasy 1/ pobrane z pokarmem. Natomiast rośliny pobierają azot w postaci soli mineralnych (głównie 1/ azotanów), rzadziej w postaci aminokwasów (rośliny owadożeme). Największe zasoby tego W pierwiastka tkwią w atmosferze - troposfera w 78% zbudowana jest z azotu. Jednakże cząsteczka N₂ jest bardzo stabilna: wiązania pomiędzy atomami są w niej wyjątkowo silne i redukcja molekuły azotu 1J do grupy aminowej -NH, wymaga znacznych nakładów energetycznych.

Jak pamiętamy z rozdz. 1, azot atmosferyczny jest wiązany przez liczne gatunki bakterii oraz I, pewne sinice. Do procesu tego niezbędny jest złożony układ enzymatyczny, którego głównym j składnikiem jest enzym nitrogenaza. Proces przyłączania azotu atmosferycznego jest również 1J energochłonny: na I mol związanego N, bakterie zużywają 20 moli ATP. Większość bakterii przyłączających azot to heterotrofy uzyskujące niezbędną do tego energię w procesach rozkładu I związków organicznych. Należą tu na przykład bakterie tlenowe z rodzaju Azotobacter, Atomom I i Kłębsiella, beztlenowe Closiridium pasteurianum i Clostridium butyricum, a także r( fotosyntetyzujące z rodzajów Chromatium i Chlorobium. Te ostatnie niezbędną do wiązania azotu energię uzyskują w procesach fotofosforylacji, podobnie jak sinice Nostoc, Anabena i Gleocapsa, I które również przyłączają azot atmosferyczny.

Zdolnością przyłączania azotu obdarzone są również bakterie symbiotyczne, np. Rhizobim. współżyjące z roślinami motylkowymi i występujące w tzw. brodawkach korzeniowych. Energię ’ niezbędną do procesów nitrogenacji czerpią one z rozkładu cukrów dostarczanych im przez roślinę - dlatego też rośliny motylkowe mogą rosnąć na glebach ubogich w azot.

Oczywiście, proces przyłączania azotu cząsteczkowego nie może być mylony z procesem j nitry fikacji, w którym niektóre bakterie chemoautotroficzne uzyskują niezbędną im do życia energię I" (rozdz. 5.2.5).

SJ.ó. Przemiany kwasów nukleinowych

Najpierwotniejsze organizmy były już otoczone błoną i posiadały zdolność do replikacji. Błony nie przepuszczały jonów, a zatem we wnętrzu komórki należało zapewnić formę jonową szeregu L substancji, by móc je utrzymać w obszarze otoczonym błoną komórkową. W kwasach nukleinowych j nukleozydy łączą się za pomocą kwasu fosforowego; został on wyselekcjonowany przez ewolucję « względu na trójwartościowość; łączy dwie cząsteczki nukleozydów i nadal pozostaje zjonizowany Zjonizowanie łańcucha nukleotydów powoduje, iż łańcuch ten jest rozpuszczalny w wodzie | (hydrofilny), jednocześnie będąc oporny na hydrolizę. W kwasie fosforowym atom fosforu otoczony J i jest czterema atomami tlenu, a więc nawet w warunkach, gdy dwa atomy tlenu są zaangażowane n w wiązania kowalentnc. jonizacja trzeciego wiązania nie jest możliwa w pH wyższym niż 3 (apH we wnętrzu komórki wynosi przeważnie 7,35-7,45). Zatem bardzo silny ładunek ujemny wokół atomu IJ fosforu chroni wiązanie dwuestrowe przed rozpadem (hydrolizą). Łańcuch kwasu nukleinowego, choć i l z punktu widzenia termodynamiki jest układem niestabilnym, nie ulega spontanicznemu rozpadów    I '

natomiast dość łatwo może ulegać przekształceniom pod wpływem enzymów.

W strukturze DNA zawarta jest informacja o budowie wszystkich kwasów nuklcińęwpdi komórki. Jak pamiętamy, wytwarzanie tych łańcuchów zachodzi zgodnie z regułą komplementarne* >    I.

Podwajanie DNA czyli proces replikacji ma miejsce przed podziałem jądra, dokładniej w (alk ' J interfazy (por. rozdz. 4.3.2). Na matrycy DNA powstaje także mRNA - w procesie transkrytM¹ IW Podobny proces doprowadza do powstania tRNA i rRNA. Rybosomalny RNA syntetyzowany '^%l w obszarze jąderka na matrycy tzw. organizatora jąderkowego (NOR), czyli nici DNA wywwm*    flj

_z jednego / chromosomów (u człowieka | chromosomu 21 lub 22 pary)._flfl