Asimilación de nutrientes

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ASIMILACIÓN DE NUTRIENTES MINERALES
Fijación del nitrógeno
		N Ξ N		NH3 o NO3-
En el proceso natural se fijan 190x1012 g/año a través de los siguientes procesos:
 - Luz: 8% del N fijado. La luz convierte al vapor de agua y al oxígeno en radicales OH- y átomos de O para formar HNO3 que cae con la lluvia.
 - Reacciones fotoquímicas: 2% del N fijado deriva de reacciones fotoquímicas entre el NO y el O3 que produce HNO3.
 - Fijación bioquímica: 90% restante resulta de la fijación biológica de una bacteria o alga verde-azulada (cianobacteria) que fijan N2 en NH4+.
Asimilación del nitrógeno
Las plantas pueden acumular altos niveles de nitrato y lo pueden traslocar a los tejidos
Altos niveles de amonio pueden ser tóxicos para las plantas
El amonio disipa el gradiente de transporte de protones en la membrana nivel de la cadena transportadora de electrones de la fotosíntesis y respiratoria y por secuestro de metabolitos en la vacuola
A altas concentraciones de NH4+ la concentración de OH- y H+ disminuyen debido a que el gradiente de pH ha sido disipado
La planta asimila el nitrato por las raíces
El primer paso es la reducción de nitrato a nitrito en el citosol por la enzima nitrato reductasa
NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e-		NO2- + NAD(P)+ + H2O
El nitrato, la luz y los carbohidratos influyen en los niveles de transcripción y traducción
El nitrito es altamente reactivo y potencialmente tóxico
La planta transporta inmediatamente el nitrito desde el citosol al cloroplasto en las hojas y a los plastidios en las raíces
NO2- + 6 Fdred + 8 H+ 6 e-		NH4+ + 6 Fdox + 2 H2O
Para evitar la toxicidad del amonio generado por la asimilación de nitrato y/o la fotorrespiración, éste se procesa mediante la asimilación del amonio en aminoácidos esenciales
Fijación biológica del nitrógeno
Azolla 
Anabaena
Nódulos radiculares en la soya infectados por Rhizobium japonicum
Asimilación de azufre
La mayor parte del azufre de la planta proviene del SO4= absorbido vía un simport H+-SO4= desde la solucón suelo
El primer paso de la síntesis de compuestos orgánicos que contienen S es la reducción del sulfato a cisteina
Las hojas son más activas en la asimilación de S que las raíces, presumiblemente porque la ferredoxina y la fotosíntesis genera serina que estimula la producción de O-acetilserina (precursor de la reducción a cisteina)
El S asimilado es transportado vía floema para la síntesis de proteínas (ápices del tallo y la raíz, frutos)
Asimilación de fósforo
El fosfato (HPO42-) en la solución suelo es rápidamente absorbido a través de un simport H+-HPO42- y es incorporado en una variedad de compuestos orgánicos
El principal punto de entrada del fosfato se da durante la formación de ATP 
Una vez incorporado en el ATP, el grupo fosfato puede ser transferido vía diferentes reacciones para formar compuestos fosforilados
Asimilación de cationes
Los cationes son absorbidos formando complejos con compuestos orgánicos
Las plantas asimila cationes como: K, Mg, Ca, Cu, Fe, Mn, Co, Cu, Zn
Los enlaces no covalentes que forman los cationes con los compuestos carbonados son de dos tipos:
	- enlaces de coordinación
	- enlaces electrostáticos
Enlaces de coordinación
Se forman con cationes polivalentes
Enlaces electrostáticos
Se forma debido a la atracción de un catión positivamente cargado y el grupo carboxílico (COO-) del compuesto carbonado
Asimilación del hierro
A pH neutro el Fe3+, las raíces desarrollan mecanismos para aumentar la solubilidad del Fe y su disponibilidad:
Las raíces acidifican el suelo alrededor de ellas exudando protones durante la absorción y asimilación de cationes, protones como NH4+ y ácidos orgánicos como ácido málico y cítrico
Las membranas celulares de la raíz contienen una enzima llamada hierro-quelatante reductasa, que reduce el Fe3+ a Fe2+, con NAD(P)H como donador de electrones
Asimilación de oxígeno
	
El 90% del oxígeno asimilados proviene de las respiración y el 10% del agua
Una pequeña proporción de O2 puede ser asimilado en compuestos orgánicos en el proceso de fijación de oxígeno
La fijación de oxígeno es llevado a cabo por las enzimas oxigenasas 
	- Monooxigenasas
	- Dioxigenasas