Diferença entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes

Diferença chave - bactérias nitrificantes vs desnitrificantes
 

O nitrogênio é um nutriente essencial para os organismos vivos, e é de grande importância que o nitrogênio disponível seja bem equilibrado e reciclado para ser usado pelos organismos vivos. O nitrogênio existe em sua forma diatômica natural (N₂), que não podem ser absorvidos pelas plantas por suas funções biológicas. O processo de oxidação de nitrogênio diatômico fixo em nitratos e nitritos é chamado nitrificação; isso geralmente é feito por espécies bacterianas que podem utilizar nitrogênio em sua forma fixa. A fim de manter o equilíbrio de nitrogênio na atmosfera, o nitrogênio diatômico deve ser produzido através de um mecanismo de reciclagem, onde os nitratos e nitritos são reduzidos de volta ao nitrogênio diatômico por espécies bacterianas. Este processo é denominado como desnitrificação. Assim, as bactérias envolvidas nesses dois processos são caracterizadas como bactérias nitrificantes e bactérias desnitrificantes. A principal diferença entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes é que bactérias nitrificantes são capazes de oxidar a amônia disponível em nitrato e nitrito enquanto que bactérias desnitrificantes são capazes de reduzir nitratos e nitritos à sua forma diatômica natural, gás nitrogênio.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que são bactérias nitrificantes
3. O que são bactérias desnitrificantes
4. Semelhanças entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes
5. Comparação lado a lado - bactérias nitrificantes vs desnitrificantes em forma de tabela
6. Resumo

O que são bactérias nitrificantes?

Bactérias nitrificantes são bactérias aeróbias quimiolitotróficas capazes de oxidar o NH₃ no solo para nitrato ou nitrito. NH₃ no solo existe na sua forma iônica de NH₄⁺. A nitrificação completa ocorre em dois processos, onde o NH₃ é primeiro oxidado em nitrito (NO₂^-) seguido de nitrato (NO₃^-), que é utilizado pelas plantas.

1. NH₄⁺ + O₂ NÃO₂^- + H⁺ + H₂O
2. NÃO₂^-+ O₂ NÃO₃^-

   

   Figura 01: Ciclo de nitrogênio

Exemplos de bactérias nitrificadoras que realizam a primeira reação de nitrificação incluem Nitrosomonas e Nitrospira que pertencem à subclasse β de Proteobactérias. As bactérias capazes de realizar a segunda reação do processo de nitrificação e produzir nitrato incluem Nitrobacter, que pertencem à subclasse α de Proteobactérias.

O que são bactérias desnitrificantes?

As bactérias desnitrificantes são um tipo de bactérias anaeróbias ou aeróbicas quimiolitotróficas capazes de reduzir nitratos e nitritos a formas de nitrogênio gasoso. As duas formas principais são nitrogênio diatômico (N₂) e óxido nitroso (N₂O). Através deste processo, os níveis atmosféricos de nitrogênio são regenerados para a concentração normal. A reação de desnitrificação é ilustrada abaixo.

NÃO₃^- → NÃO₂^- → NO + N₂O → N_{2 (g)}

Figura 02: Desnitrificação

Anaeróbios facultativos envolvidos na desnitrificação são Thiobacillus denitrificans, e Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans é uma bactéria desnitrificante aeróbica.

Quais são as semelhanças entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes?

• Bactérias nitrificantes e desnitrificantes são quimiolitoautotróficas.
• A maioria deles são bactérias transmitidas pelo solo.
• Ambos os grupos participam da manutenção do balanço de nitrogênio na biosfera
• As bactérias nitrificantes e desnitrificantes contêm enzimas que catalisam as reações de nitrificação e desnitrificação
• As bactérias nitrificantes e desnitrificantes são indústrias usadas.

Qual é a diferença entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes?

Bactérias nitrificantes vs desnitrificantes
Bactérias nitrificantes são espécies bacterianas capazes de oxidar o amônio no solo em nitratos, que podem ser utilizadas pelas plantas.	Bactérias desnitrificantes são espécies bacterianas capazes de reduzir nitratos ou nitritos a formas gasosas, como óxido nitroso ou nitrogênio diatômico.
Tipo de reação
A nitrificação é uma reação de oxidação.	A desnitrificação é uma reação de redução.
Produtos formados
Bactérias nitrificantes produzem nitrato ou nitrito.	Bactérias desnitrificantes produzem óxido nitroso ou nitrogênio diatômico.
Precursores da reação
Bactérias nitrificadoras usam amônia ou íons amônio.	Bactérias desnitrificadoras usam nitrato ou nitrito como precursores.
Exigência de oxigênio
A maioria das bactérias nitrificantes é aeróbica.	As bactérias desnitrificantes podem ser anaeróbias aeróbicas ou facultativas.
Uso industrial
Bactérias nitrificantes são usadas como fertilizantes nitrogenados.	Bactérias desnitrificantes são usadas em sistemas de gerenciamento de águas residuais para degradar resíduos nitrogenados.

Resumo - Bactérias nitrificantes vs desnitrificantes

O ciclo do nitrogênio é um dos ciclos biogeoquímicos mais importantes da natureza, onde o nitrogênio atmosférico é convertido em várias formas químicas, disponibilizando-o para a utilização de organismos vivos. O processo de nitrificação é um processo oxidativo, onde o nitrogênio presente como amônio no solo é convertido em nitratos e nitritos, aumentando a biodisponibilidade de nitrogênio para os organismos. Durante a desnitrificação, os nitritos e nitratos são reduzidos a formas gasosas (nitrogênio diatômico e óxido nitroso). Esta é a diferença entre bactérias nitrificantes e desnitrificantes. Ambos os processos são biologicamente favorecidos pelo envolvimento de micróbios, especialmente bactérias quimiolitotróficas. Atualmente, essas bactérias são consideradas industrialmente importantes nos campos da biotecnologia agrícola e ambiental. Portanto, eles se tornaram um potencial tópico de pesquisa no campo da biotecnologia.

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Referências:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe e Josette Garnier. "Nitrificação e bactérias nitrificantes no baixo rio Sena e estuário (França)." Microbiologia Aplicada e Ambiental. Sociedade Americana de Microbiologia, dezembro de 2003. Web. Disponivel aqui. 01 de agosto de 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalã-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou e Hirofumi Shoun. "Bactérias desnitrificantes aeróbicas que produzem baixos níveis de óxido nitroso". Microbiologia Aplicada e Ambiental. Sociedade Americana de Microbiologia, junho de 2003. Web. Disponivel aqui. 01 de agosto de 2017.

Cortesia da imagem:

1. “ciclo do nitrogênio” de KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) via Flickr
2. “1.12 Tampões para nitrogênio” pelo Centro Nacional Agroflorestal (CC BY 2.0) via Flickr