Differenza tra batteri nitrificanti e denitrificanti

Differenza chiave - Nitrificazione contro batteri denitrificanti

L'azoto è un nutriente essenziale per gli organismi viventi ed è di grande importanza che l'azoto disponibile sia ben bilanciato e riciclato per poter essere usato dagli organismi viventi. L'azoto esiste nella sua naturale forma biatomica (N₂), che non può essere assorbito dalle piante per le loro funzioni biologiche. Il processo di ossidazione dell'azoto diatomico fisso in nitrati e nitriti è chiamato nitrificazione; questo è il più delle volte effettuato da specie batteriche che possono utilizzare l'azoto nella sua forma fissa. Al fine di mantenere il bilancio dell'azoto nell'atmosfera, l'azoto biatomico dovrebbe essere prodotto attraverso un meccanismo di riciclaggio, dove i nitrati e i nitriti vengono ridotti all'idrogeno biatomico da specie batteriche. Questo processo è definito come denitrificazione. Pertanto, i batteri coinvolti in questi due processi sono caratterizzati come batteri nitrificanti e batteri denitrificanti. La differenza chiave tra i batteri nitrificanti e denitrificanti è quello i batteri nitrificanti sono in grado di ossidare l'ammoniaca disponibile in nitrato e nitrito mentre i batteri denitrificanti sono in grado di ridurre nitrati e nitriti nella sua forma naturale di diatomia azoto.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cosa sono i batteri nitrificanti
3. Cosa sono i batteri denitrificanti
4. Somiglianze tra batteri nitrificanti e denitrificanti
5. Confronto affiancato - Nitrificazione vs batteri denitrificanti in forma tabulare
6. Sommario

Cosa sono i batteri nitrificanti?

I batteri nitrificanti sono batteri aerobici chemiolitotropici che sono in grado di ossidare l'NH₃nel terreno a nitrati o nitriti. NH₃ nel suolo esiste nella sua forma ionica di NH₄⁺. La nitrificazione completa avviene in due processi, in cui l'NH₃ viene prima ossidato in nitrito (NO₂^-) seguito da nitrato (NO₃^-), che viene utilizzato dalle piante.

NH₄⁺ + O₂NO₂^- + H⁺+ H₂O
NO₂^-+ O₂NO₃^{^-}
Figura 01: ciclo di azoto

Esempi di batteri Nitrificanti che svolgono la prima reazione di nitrificazione includono Nitrosomonas e Nitrospira che appartengono alla sottoclasse β di proteobatteri. I batteri che sono in grado di eseguire la seconda reazione del processo di nitrificazione e produrre nitrati includono Nitrobacter, che appartengono a una sottoclasse di proteobatteri.

Cosa sono i batteri denitrificanti?

I batteri denitrificanti sono un tipo di batteri anaerobici o aerobici chemolitotropici che sono in grado di ridurre i nitrati e i nitriti alle forme gassose di azoto. Le due forme principali sono l'azoto biatomico (N₂) e ossido di azoto (N₂O). Attraverso questo processo, i livelli di azoto atmosferico vengono rigenerati alla concentrazione normale. La reazione di denitrificazione è illustrata di seguito.

NO₃^- → NO₂^- → NO + N₂O → N_{2 (g)}

Figura 02: Denitrificazione

Gli anaerobi facoltativi coinvolti nella denitrificazione sono Thiobacillus denitrificans, e Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans è un batterio aerobico denitrificante.

Quali sono le somiglianze tra i batteri nitrificanti e denitrificanti?

I batteri nitrificanti e denitrificanti sono chemolithoautotrophic.
La maggior parte di questi sono batteri presenti nel suolo.
Entrambi i gruppi partecipano al mantenimento dell'equilibrio dell'azoto nella biosfera
Sia i batteri nitrificanti che denitrificanti contengono enzimi che catalizzano le reazioni di nitrificazione e denitrificazione
Sia i batteri nitrificanti che denitrificanti sono industrie usate.

Qual è la differenza tra batteri nitrificanti e denitrificanti?

Batteri nitrificanti e denitrificanti
I batteri nitrificanti sono specie batteriche che sono in grado di ossidare l'ammonio nel suolo ai nitrati, che potrebbero essere utilizzati dalle piante.	I batteri denitrificanti sono specie batteriche che sono in grado di ridurre nitrati o nitriti in forme gassose come il protossido di azoto o l'azoto biatomico.
Tipo di reazione
La nitrificazione è una reazione di ossidazione.	La denitrificazione è una reazione di riduzione.
Prodotti formati
I batteri nitrificanti producono nitrati o nitriti.	I batteri denitrificanti producono ossido nitroso o azoto biatomico.
Precursori per la reazione
I batteri nitrificanti usano ioni ammoniaca o ammonio.	I batteri denitrificanti usano nitrati o nitriti come loro precursori.
Requisito di ossigeno
La maggior parte dei batteri nitrificanti sono aerobici.	I batteri denitrificanti possono essere anaerobici aerobici o facoltativi.
Uso industriale
I batteri nitrificanti sono usati come fertilizzanti azotati.	I batteri denitrificanti sono utilizzati nei sistemi di gestione delle acque reflue per degradare i rifiuti azotati.

Riassunto: batteri nitrificanti o denitrificanti

Il ciclo dell'azoto è uno dei più importanti cicli biogeochimici in natura in cui l'azoto atmosferico viene convertito in varie forme chimiche, rendendolo disponibile per gli organismi viventi da utilizzare. Il processo di nitrificazione è un processo ossidativo in cui l'azoto presente come ammonio nel suolo viene convertito in nitrati e nitriti, aumentando la biodisponibilità dell'azoto per gli organismi. Durante la denitrificazione, nitriti e nitrati sono ridotti a forme gassose (azoto biatomico e ossido di azoto). Questa è la differenza tra i batteri nitrificanti e denitrificanti. Entrambi questi processi sono biologicamente resi favorevoli dal coinvolgimento di microbi, in particolare i batteri chemiolitotropici. Al momento, questi batteri sono considerati importanti dal punto di vista industriale nei campi della biotecnologia agricola e ambientale. Pertanto, sono diventati un potenziale argomento di ricerca nel campo della biotecnologia.

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Riferimenti:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe e Josette Garnier. "Nitrificazione e batteri nitrificanti nella Bassa Senna e nell'estuario (Francia)." Microbiologia applicata e ambientale. American Society for Microbiology, dicembre 2003. Web. Disponibile qui. 01 agosto 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalan-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou e Hirofumi Shoun. "Batteri aeritici denitrificanti che producono bassi livelli di ossido nitroso". Microbiologia applicata e ambientale. American Society for Microbiology, giugno 2003. Web. Disponibile qui. 01 agosto 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "ciclo dell'azoto" di KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) attraverso Flickr
2. "1.12 Tamponi per azoto" del National Agroforestry Centre (CC BY 2.0) attraverso Flickr

Microbiologia