As bactérias convertem o gás nitrogênio em amônia por meio de um processo chamado fixação de nitrogênio. Este processo é realizado por bactérias especializadas conhecidas como diazotróficas. Os diazotróficos contêm uma enzima chamada nitrogenase que catalisa a redução do gás nitrogênio atmosférico (N2) em amônia (NH3).
A enzima nitrogenase é uma proteína complexa composta por múltiplas subunidades. É necessária uma quantidade significativa de energia para quebrar a ligação tripla entre os dois átomos de nitrogênio no N2. A energia para esse processo vem do trifosfato de adenosina (ATP), que é uma moeda energética universal nas células.
A reação geral para fixação de nitrogênio pode ser representada da seguinte forma:
N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
Nesta reação, oito elétrons (8 e-) e oito íons hidrogênio (8 H+) são necessários para a redução de uma molécula de N2. As moléculas de ATP fornecem a energia necessária para esta reação e são convertidas em difosfato de adenosina (ADP) e fosfato inorgânico (Pi) no processo.
A fixação de nitrogênio é um processo vital para a ciclagem do nitrogênio no meio ambiente. Ele converte o gás nitrogênio atmosférico inerte em uma forma que pode ser utilizada por plantas e outros organismos. As plantas absorvem íons de amônio (NH4+) ou nitrato (NO3-) do solo, que são então usados para sintetizar proteínas, ácidos nucléicos e outros compostos contendo nitrogênio.
Alguns diazotróficos são bactérias de vida livre, como Azotobacter e Clostridium. Eles podem fixar nitrogênio no solo, disponibilizando-o para as plantas. Outros diazotróficos são bactérias simbióticas que vivem em estreita associação com plantas, como Rhizobium e Bradyrhizobium. Essas bactérias residem em nódulos nas raízes de leguminosas, como soja, ervilha e feijão, e fornecem nitrogênio fixo.
O processo de fixação de nitrogênio é essencial para sustentar a produtividade agrícola e apoiar o crescimento das plantas. Garante que as plantas tenham acesso ao azoto de que necessitam para produzir alimentos e outros produtos vegetais, contribuindo para a saúde geral e a sustentabilidade dos ecossistemas.
