La enzima nitrogenasa es una proteína compleja compuesta de múltiples subunidades. Se requiere una cantidad significativa de energía para romper el triple enlace entre los dos átomos de nitrógeno en el N2. La energía para este proceso proviene del trifosfato de adenosina (ATP), que es una moneda energética universal en las células.
La reacción general para la fijación de nitrógeno se puede representar de la siguiente manera:
N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
En esta reacción, se requieren ocho electrones (8 e-) y ocho iones de hidrógeno (8 H+) para la reducción de una molécula de N2. Las moléculas de ATP proporcionan la energía necesaria para esta reacción y en el proceso se convierten en difosfato de adenosina (ADP) y fosfato inorgánico (Pi).
La fijación de nitrógeno es un proceso vital para el ciclo del nitrógeno en el medio ambiente. Convierte el gas nitrógeno atmosférico inerte en una forma que pueden utilizar las plantas y otros organismos. Las plantas absorben iones de amonio (NH4+) o nitrato (NO3-) del suelo, que luego se utilizan para sintetizar proteínas, ácidos nucleicos y otros compuestos que contienen nitrógeno.
Algunos diazótrofos son bacterias de vida libre, como Azotobacter y Clostridium. Pueden fijar nitrógeno en el suelo y ponerlo a disposición de las plantas. Otros diazótrofos son bacterias simbióticas que viven en estrecha asociación con plantas, como Rhizobium y Bradyrhizobium. Estas bacterias residen en nódulos en las raíces de las leguminosas, como la soja, los guisantes y los frijoles, y les proporcionan nitrógeno fijo.
El proceso de fijación de nitrógeno es esencial para sostener la productividad agrícola y apoyar el crecimiento de las plantas. Garantiza que las plantas tengan acceso al nitrógeno que necesitan para producir alimentos y otros productos vegetales, contribuyendo a la salud general y la sostenibilidad de los ecosistemas.
