e a partir da sala de hoje nós vamos começar a estudar o metabolismo do nitrogênio e nesse primeiro momento nós vamos dar uma visão geral sobre o processo para que a gente possa compreender o universo em que nós vamos estar trabalhando quando a gente pensa em nitrogênio nós estamos falando do quarto elemento químico mais abundante nos vegetais e só perde para o carbono hidrogênio e oxigênio Depois desses três que compõem a parte orgânica dos vegetais o nitrogênio é o elemento químico mais abundante nas plantas e porque disso porque ele é um dos componentes principais dos
aminoácidos e se ele faz parte dos aminoácidos e faz parte de todas as proteínas se ele faz parte dos proteínas ele faz parte das enzimas ele faz para transportadores transmembranares E por aí afora vai ter participo de todas as reações bioquímicas que a planta é independente do processo que nós estejamos estudando Unity urgente certamente faz parte daquele processo Porque faz parte dos aminoácidos que constituem as proteínas que são as enzimas que partir daquelas reações bioquímicas no segundo a participação marcante o hidrogênio é na estrutura das moléculas de clorofila ele faz parte dos Anéis heterocíclicos que
compõem o anel porfirínico das clorofilas deixa amplamente distribuído natureza basta você olhar para o lado de fora você vai ver a presença do nitrogénio na estrutura de componentes das plantas se você vira uma folha verde nos está vendo Clorofila você está vendo uma das formas de participação do nitrogênio estrutura das plantas Além disso ele faz parte da estrutura dos ácidos nucleicos porque o que ele faz parte das bases nitrogenadas tanto de RNA quanto de DNA é ou seja ele participou de todo o processo de expressão gênica ele participa de todo processo de replicação celular ele
participa de todos os processos que envolvem qualquer nível de expressão dos genes das plantas porque ele faz parte das estruturas dos ácidos nucleicos seja DNA seja de DNA e RNA para DNA mensageiro pode ser EA ribossômico pode ser real transportador ele faz nitrogênio para espada estrutura dessas moléculas por isso ele é o elemento químico mineral mais abundante nas plantas e quando a gente pensa na composição de nossa atmosfera lembremos que aproximadamente 21 por cento dela é composto por oxigênio 78 por cento aproximadamente tá nossa atmosfera é composto por nitrogênio depois aproximadamente 350 450 PPM como
é composto o CO2 E o restante é composto por outros tipos de gases mas o componente mais abundante da atmosfera é nitrogênio no entanto o nitrogênio entra na folha e sai da folha e não acontece absolutamente nada porque disso porque ele está na forma de nitrogênio molecular n2 que a gasoso e é completamente inerte dentro da planta porque por causa elevadíssima fosse ligação entre esses dois átomos de hidrogênio é uma tripla ligação que existe ali e para romper essa tripla ligação não é fácil por isso nitrogênio entra na folha e sai da folha acontece absolutamente
nada com ele completamente inerte não reativo não participa não é absorvido pela planta o CO2 que tá na atmosfera com ele entra pelos estômatos ele participa do processo da fotossíntese e entre junto com o CO2 no entanto não acontece nada com esse nitrogênio não participa do metabolismo celular na forma de nitrogênio molecular por causar instabilidade da tribo ligação que une os dois átomos de nitrogênio Então para que o nitrogênio possa ser utilizado pelas plantas ele necessariamente precisa ser transformado em nitrato ou em harmônio do contrário e não será utilizado pelas plantas e uma vez formado
Nitrato ou amônio esse hidrogênio agora na forma de nitrato ou na forma de amônio ele precisa participar do que a gente chama de ciclo biogeoquímico do nitrogênio ou seja ele tem que participar das rotas que envolvem as transmutações nitrogênio entre as suas diversas formas para que ele possa ser utilizado então nitrogênio que tá na atmosfera na forma de nitrogênio molecular n2 tá que a planta possa e ele tem que estar na forma de nitrato de amónio ponto e agora na forma de nitrato de amônio e participando esse ciclo biogeoquímico é que ele vai ser absorvido
pelas plantas e vai ser então possível que ele participa do metabolismo das plantas e para que aconteça essa conversão do nitrogênio na forma molecular para forma de nitrato outra forma de amônio é um processo que demanda muita energia é um processo muito caro Se ele for feito de forma artificial ou seja através das indústrias e isso é feito existem rações específicas que foge ao escopo da nossa disciplina aqui agora para que isso possa acontecer esse nitrogênio é submetido a pressões extremamente elevado e a temperaturas extremamente elevadas para que ele possa ser convertido na forma de
nitrato e amônio E no caso quando isso acontece com as plantas vocês vão entender isso ao longo das aulas que se segue e manda um custo energético muito alto para se plantas quando isso é feito nas plantas e quais são Então as pontes de hidrogênio para as plantas a primeira fonte EA mais comum é na forma de adubo em que o nitrogênio estão na forma molecular e convertido ou na forma de nitrato ou na forma de amônio E aí você na do bação você coloca isso nitrogênio na forma amoniacal ou na forma mítica para que
as plantas possam ter acesso três de hidrogênio na forma de adubo em presença de água entra na solução do solo e aí ele pode ser absorvido através de transportadores transmembranares específicos para o Nitrato ou pagou a Mônica Mas isso também os processos naturais de fixação de nitrogênio existe a fixação atmosférica e neste caso nós podemos ter a participação por exemplo de energia produzida pelos relâmpagos pelas cargas elétricas quando há uns e metros na atmosfera que é manifestado na forma de relâmpagos esse relâmpago ele pode ser utilizado para quebrar o nitrogênio na forma molecular n2 e
colocar na forma nítrica em uma três uma outra possibilidade são as reações fotoquímicas Ou seja a radiação solar que atinge a atmosfera nas camadas mais altas tem tanta energia lembre-se de que quanto menor o comprimento de onda mais energia aquela radiação tem é possível que parte dessa energia ser utilizada para quebrar O hidrogénio molecular para a formação também gente ácido nítrico E como que esse ácido nítrico seja produzido pelos relâmpagos ou seja produzido por reações contra que nesse com que ele chega até as plantas ele vai se dissolver nas nuvens e vai ser precipitado fazendo
que nós chamamos de uma chuva ácida Ah mas isso pode matar as plantas bom é bem assim a chuva ácida mais perigosa é que tem enxofre não é que tem nitrogênio mas nitrogênio leva a uma diminuição do PH da chuva e o outro processo natural só que agora biológico é o que acontece com a fixação biológica de nitrogênio fbn que nós vamos dar em aulas subsequentes com nós vamos dedicar o mal exclusiva para entender a fixação biológica de nitrogênio neste caso o nitrogênio atmosférico na forma de n2 é convertido em amônia dentro da planta nos
nódulos que são formados por essas bactérias que fazem essa fixação biológica de nitrogênio vocês vão entender tudo isso com muito mais detalhes na aula dedicada exclusivamente para a fixação biológica do nitrogênio Então os processos naturais sejam eles de origem atmosférica sejam de origem biológica são fora a fornecer nitrogénio para as plantas e uma outra forma de fornecimento de nitrogênio para as plantas é pela decomposição da matéria orgânica um processo de mineralização então São esses os processos mais comuns se fornecer nitrogénio para as plantas na forma de nitrato ou na forma de amônia e quando a
gente fala o ciclo biogeoquímico do nitrogénio nós estamos envolvendo a parte biológica a parte geológica no solo e a parte química envolve as conversões que existem entre eles e esse é um processo bastante complexo eu não vou entrar em detalhes em todas as formas mas vou chamar a atenção para algumas por exemplo nós temos a fixação Industrial a formação de adubos tô com a formação de adultos gasta-se muita energia para se quebrar esse nitrogênio na forma de n2 no caso que mostrando a formação de nitrato então tem vários adultos o citrato de cálcio citrato de
potássio aqui não é uma aula de fertilizantes não mas isso também que não está mostrado aqui a fixação industrial em que a formação de compostos que contenham amônio que não está mostrado aqui nesse esquema mas também é um processo industrial e vocês tiveram oportunidade de ver a quantidade de energia que armazenada por exemplo limitato de amônio que é um composto muito rico em nitrogênio é muito comum utilizado na agricultura mas que é controlado pelo exército o exército controla a venda de nitrato de amónio embora e seja amplamente utilizado como adubação nitrogenada o exemplo disso aconteceu
na Líbia recentemente em que um armazém no porto que armazenava nitrato de amónio teve uma combustão paralela ao Armazém que se expandiu para onde estava mais a rádio amor e vocês puderam observar nas manchetes dos jornais a destruição provocada quando a liberação dessa energia armazenada na ligação de nitrato de amónio pessoas morreram prédio por um destruir os armazéns foram completamente danificados por isso ele é controlado pelo exército porque ele inclusive faz parte de explosivos Outro exemplo é quando o nitrogênio atmosférico ele é convertido através de relâmpagos ou por radiações fumando composta baile ácido nítrico e
esse acho bonito agora ele vai entrar no solo e que está colocando e com uma forma de amônio mas é preferencialmente na forma de nitrato uma outra forma é a fixação biológica de nitrogênio que acontece por determinada as plantas na raiz dessas plantas que vai levar a conversão de nitrogênio atmosférico para a forma de amônio Além disso existe a d a missão da matéria orgânica seja pela mod animais seja pela morte planta seja pela morte de micro-organismos que compõem a própria composição orgânica do solo tão bom sofrer o processo de mineralização chamar de amonificação tem
uma formação de amônio agora esse amônio pode ser convertido a nitrito através de bactérias Recifes do sócio mais entrou na sua mão nitrito e simetria pode ser convertido a Nitrato através de um outro grupo de bactérias chamado nitrobacter e tem mecanismos de saída de nitrogênio do ciclo com por exemplo por lixiviação chega na forma de Trato ou na forma de amônio Depende de uma série de outros fatores que foge ao escopo da disciplina Ou seja no ciclo biogeoquímico nitrogênio Existem várias interconversões de nitrogênio ora estando mais disponível ora estando - disponível para as plantas mas
o fato é que nitrogênio na forma molecular bom e dois não é utilizado pelas plantas é completamente net para que ele possa ser utilizado pelas plantas nitrogênio tem que tá na forma de nitrato ou na forma de amônio e essa tabela nos mostra isso nos mostra os vários processos em que o hidrogênio vai mudar de formas por exemplo a fixação Industrial acreditação atmosférica a fixação biológica a modificação a nidificação a mineralização que composição e por aí afora vai isso é complementa o esquema mostrado no estádio anterior ninguém vai me decorar esses valores da taxa não
o objetivo é que compreender os processos de interconversão das diversas formas de nitrogênio no ciclo biogeoquímico e quando a gente fala de assimilação nós estamos falando de incorporação daquele nutriente em moléculas orgânicas e no caso específico existem três dias de assimilação de nitrogênio nas plantas é a primeira é a simulação de nitrato a segunda assimilação de amônio e a terceira é a fixação biológica de nitrogênio na assimilação de nitrato o Nitrato ele é convertido em nitrito eo nitrito é convertido em amônia não se preocupe com os detalhes não vão ter uma aula específica a situação
de nitrato E no caso quando a planta assimila absorve do solo amônio estou no caso o amônio vai ser convertido em aminoácido caso que Glutamina E quanto a planta tem contato direto com nitrogênio na fórmula e Goulart aí vão envolver micro-organismos que vão converter o nitrogênio molecular para forma de amônia e amônio agora no PH celular forma amônio e esse então pode ser utilizado pelas plantas então recapitulando existem três vias de assimilação de nitrogênio a ventilação de nitrato é de amônio e a fixação biológica de nitrogênio nós vamos ter mal específico para cada um desses
processos de assimilação de nitrogênio mas antes disso nós precisamos falar sobre a toxicidade dos compostos nitrogenados que que é isso primeiramente uma falar de nitrato o Nitrato não traz problemas maiores que as plantas as plantas podem absorver Nitrato à vontade tem Nitrato no meio ela vai absorver então ela vai absorver às vezes até mais do que ela precisa vai fazer consumo de luz que Aquela fase adequada de nutrientes na planta em que quanto mais é com sono não tem nenhum ganho em função daquela quantidade de nutriente absorvido mas não tem mais problemas para as plantas
o problema surge quando os animais se alimentam de plantas que tem altas dosagens de nitrato Aí sim os problemas aparece exemplos disso metemoglobinemia metemoglobinemia a doença que acontece no fígado dos animais quando o Nitrato é convertido em nitrito quando isso acontece o passa a competir com o oxigênio pela hemoglobina e isso traz um problema para os animais do que vai diminuir o grau de oxigenação do sangue isso traz sérios problemas fisiológicos para os animais Isso vai acontecer quando esses animais fazem um consumo de plantas que têm altos teores de nitrato o outro exemplo são as
nitrosaminas nitrosaminas são compostos que são produzidos a partir do Nitrato e esse composto a nitrosamina ele tem um problema que ele é cancerígeno e portanto ele tem o potencial de induzir câncer nos animais que se alimentam de plantas que tem altas dosagens de nitrato por isso existe uma fiscalização do Ministério da Agricultura é sobre os níveis de nitrato nos vegetais que são consumidos pelo homem então existe uma fiscalização para evitar justamente esses problemas fisiológicos que são consequências do consumo de plantas que têm altos níveis de nitrato esse problema sério e não pode ser menosprezado o
que acontece no caso do amônio em altas concentrações ele é tóxico tanto para as plantas com outros animais porque o que dissipa o gradiente de prótons transmembranar é isso que o amônio faz discípulo gradiente de prótons nas membranas por isso quando as plantas absorvem compostos que tem hormônio eles são rapidamente armazenados no vácuo tira de circulação joga dando vácuo para evitar que ele possa causar esses problemas de neutralizar o gradiente de provas e acabar com a força próton-motriz vamos hein e agora qual que é a consequência com existe essa dissipação do gradiente de prótons induzido
pelo amônio a consequência que existe é que vai haver uma redução na síntese de ATP tanto na respiração quanto na fotossíntese E para entendermos isso Onde que está esse gradiente de prótons aqui um exemplo nós estamos falando das mitocôndrias e no caso das mitocôndrias as temos aqui a membrana interna Então existe um fluxo de elétrons na cadeia transportadora de elétrons que vai levar uma geração de um gradiente de prótons entre o espaço intermembranar EA matriz mitocondrial e esse gradiente de prótons agora esses próprio excesso tendem a voltar De onde ele se encontra com maior potencial
eletroquímico para onde ele se encontra com menor potencial eletroquímico e ele tem já voltar como ele não consegue atravessar a membrana ele volta através de uma ATP sintase e ao fazer isso eleva a síntese de ATP e que o amônio faz ele dissipa este Gradiente que existe estou mostrando aqui o carro da respiração das mitocôndrias mas a mesma coisa acontece nos cloroplastos o que que tá acontecendo aqui aqui eu tenho o estroma do cloroplasto por Matriz mitocondrial aqui o teu sumir do cloroplasto que tem espaço intermembranar então aqui chega a planta ela absorveu Ramone ao
absorver hormônio ela vai encontrar um ambiente com uma menor concentração de prótons ou seja tem mais hidroxilas ali presente ao fazer isso que os dois vão reagir o amor vai reagir quadro Priscila livre vai formar a água e liberar amonia nh3 nh3oh não tem cargas ela vai te a possibilidade de atravessar a membrana e ao atravessar a membrana ela vai encontrar um espaço com um PH muito mais baixo porque houve uma cadeia transportadora de elétrons que jogou prótons para fora e esses próprios agora tendem a retornar através de uma atp-sintase para síntese de ATP porém
como o amônia agora atravessa a membrana ela entre em contato com os prótons e formam amônio e ao fazer isso ela começa a consumir os prótons que estão dispersos aqui nessa região e ao fazer isso você diminui a quantidade de prótons que vão retornar através da ATP sintase para atingir ATP Então ela dissipa o gradiente de prótons e ao dissipar esse Gradiente produtos era diminui a síntese de ATP seja o processo da respiração seja no processo da Fotossíntese tá em dúvida Dá uma olhada nas aulas sobre esse é que fala sobre a cadeia transportadora de
elétrons e deu uma olhada na fase a fase fotoquímica da fotossíntese e que vocês vão entender exatamente o que que está acontecendo ali e essa é a visão Geral do processo de assimilação de nitrogênio pelas plantas O que nós vamos fazer a partir da próxima aula é quebrar este processo e entender cada uma destas reações que estão envolvidas aqui para que vocês possam compreender como que nitrogênio é assimilado pelas plantas era isso que nós temos para passar para vocês nessa vídeo aula e nos vemos a nossa próxima vídeo aula até a próxima
