Resumo tema livre-Hellen

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA MOLECULAR
RESUMO
(Seminário de Tema Livre)
A FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO
E SEUS ORGANISMOS ASSOCIADOS
Mestranda: Hellen R. Martins dos Santos
Orientador: Eduardo Gross
O nitrogênio (N) é considerado elemento essencial para os organismos vivos, pois
juntamente com o carbono, oxigênio e hidrogênio, está presente na composição das mais
importantes biomoléculas, tais como ATP, NADH, NADPH, clorofila, proteínas e inúmeras
enzimas [1,2]. A fixação do nitrogênio atmosférico em amônia e posteriormente em compostos
orgânicos é uma parte crucial no ciclo do nitrogênio. A nitrogenase, enzima responsável por essa
fixação, tem uma ampla distribuição taxonômica em organismos procariotos (bactérias e
arqueobactérias), mas está confinada a um limitado número de espécies. Entre estas, os rizóbios,
bactérias fixadoras de nitrogênio simbiontes que formam estruturas hipertróficas (nódulos) nas
raízes das leguminosas, são conhecidos como os maiores contribuintes para esse processo. Estes
microssimbiontes são um grupo de α-Proteobacterias aeróbias obrigatórias sem endósporos, que
possuem a enzima nitrogenase e na simbiose com leguminosas cedem a amônia e absorvem
fotossintatos da planta hospedeira, estabelecendo assim uma relação mutualística [3]. A nitrogenase
parece estar organizada em um “cluster”, no cromossomo ou em plasmídeo dependendo da espécie
bacteriana, com diversos genes denominados de nif (nitrogen fixation) responsável por codificar proteínas
envolvidas diretamente no processo de fixação biológica de nitrogênio [4]. A simbiose entre rizóbios e
leguminosas é muito importante por poder dispensar parcial ou totalmente a utilização de
fertilizantes nitrogenados, contribuindo assim para a nutrição da planta e aumento do N2 disponível
no solo. A diversidade de bactérias fixadoras de nitrogênio é bastante ampla, elas podem ser do tipo
simbiontes mutualísticas, como rizóbios, Frankia e Burkholderia, ou de vida livre, como
cianobactérias, Beijerinkia e Clostridium. Algumas espécies de vida livre são freqüentemente
encontradas em associação com raízes de plantas e, devido à sua habilidade de interferir na
morfologia das raízes e crescimento das plantas, podem ser consideradas rizobactérias promotoras
de crescimento de plantas (RPCPs) [5]. As bactérias fixadoras de nitrogênio não pertencem a um
único grupo filogenético. Segundo classificação a partir do seqüenciamento de RNA ribossômico
[6], existem bactérias fixadoras de nitrogênio em proteobactérias, cianobactérias, bactérias Gram
positivas e bactérias verdes enxofradas. As alfa e betaproteobactérias podem se associar com as
raízes de plantas da família Leguminosae (Fabaceae). As leguminosas são, geralmente, divididas
em três subfamílias: Caesalpinoideae, Mimosoideae e Papilionoideae, as quais diferem bastante em
relação ao hábito de crescimento de suas espécies, assim como na capacidade de formar simbiose
com bactérias fixadoras de nitrogênio. Essas plantas apresentam uma grande diversidade anatômica
e morfológica de seus nódulos, mas basicamente, estes podem ser classificados em dois tipos: os
determinados e os indeterminados, os quais diferem anatomicamente, dentre outras características,
pela presença de um meristema permanente no ápice do nódulo, nesse caso, classificado como
indeterminado. Os diferentes tipos de nódulos geralmente estão relacionados com a tribo a qual a
planta pertence [5]. Devido à importância ecológica e econômica dos rizóbios e com o surgimento e
aplicação de novas técnicas moleculares, esses microrganismos têm sido intensivamente estudados
durante a última década. Entretanto, a nodulação somente tem sido avaliada numa pequena parte
das leguminosas (8% num total de 18000 espécies conhecidas) [7]. Não existem dúvidas, portanto,
sobre a ocorrência de grande diversidade dessas bactérias ainda por ser explorada, com
possibilidades de surgimento de novas espécies em estudos futuros, especialmente em leguminosas
nodulíferas tropicais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1] Miflin, B.J.,Lea, P.J.The pathway of nitrogen assimilation in plants. Phytochemistry, New
York, v.15, 1976.
[2] Harper, J.E. Nitrogen metabolism. In: BOOTE, K.J.,BENNETT. J.M., SINCLAIR, T.R. et al.
Physiology and determination of crop yield. Madison: ASA/CSSA/SSSA, 1994.
[3] Moreira, F.M.S. & Siqueira, J.O.. Microbiologia e bioquímica do solo. Editora UFLA: 2002.
[4] Sprent, J. I.. Nodulation in Legumes. Kew: Royal Botanic Gardens, 2001.
[4] Baldani, J. I.; Baldani, V. L. D. History on the biological nitrogen fixation research in
graminaceous plants: special emphasis on the Brazilian experience. Anais da Academia
Brasileira de Ciências, v.77, 2005.
[6] Woese, C. R. Bacterial evolution. Microbiological Reviews, v. 51, 1987.
[7] Sprent, J.I. Legume trees and shrubs in the tropics: N2 fixation in perspective. Soil Biology
and Biochemistry, v. 27, 1995.
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