Biosintesi di prutiìni e àcitu nucleicu esse dumandate nitrogenu però l'azotu atmosfericu ùn hè micca dispunibule eucarioti per a sintesi organica. Solu pochi procarioti (cum'è cianobatteri, clostridia, archea etc) anu a capacità di riparà u nitrogenu molekulari abbundante disponibile in u atmosfera. Qualchì fissazione di nitrogenu battìri vive in cellule eucariote in relazione simbiotica cum'è endosimbionti. Per esempiu, i cianobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) hè un endosimbionte di a microalga unicellulare Braarudosphaera bigelowii in i sistemi marini. Un tali fenomenu naturali hè pensatu chì hà ghjucatu un rolu cruciale in l'evoluzione di eucarioti portable Organelli mitocondri e cloroplasti attraverso l'integrazione di batteri endosimbiotici nella cellula eucariota. In un studiu publicatu recentemente, i circadori anu truvatu chì i cianobatteri "UCYN-A"s'era strettamente integrata cù e microalghe eucariote Braarudosphaera bigelowii è si sviluppò da un endosimbionte à un organellu di cellule eucariote fissante di nitrogenu chjamatu nitroplast. Questu hà fattu microalgae Braarudosphaera bigelowii u primu eucariota cunnisciutu chì fissa l'azotu. Sta scuperta hà allargatu a funzione di fissazione di nitrogenu atmosfericu da i procarioti à eucarioti.
A simbiosi, vale à dì, l'organisimi di e diverse spezie chì sparte l'habitat è vivenu inseme, hè un fenomenu naturali cumuni. I partenarii in a relazione simbiotica pò esse benefiziu di l'altri (mutualisimu), o unu pò esse benefiziu mentre l'altru ùn hè micca affettatu (commensalismu) o unu benefiziu mentre l'altru hè dannatu (parasitism). A relazione simbiotica hè chjamata endosimbiosi quandu un organismu vive in l'altru, per esempiu, una cellula procariota chì vive in una cellula eucariota. A cellula procariota, in una tale situazione, hè chjamata endosimbionte.
L'endosimbiosi (vale à dì, l'internalizazione di i procarioti da una cellula eucariota ancestrale) hà ghjucatu un rolu cruciale in l'evoluzione di i mitocondri è i cloroplasti, l'organelli di cellule caratteristiche di e cellule eucarioti più cumplessi, chì cuntribuiscenu à a proliferazione di forme di vita eucariote. Un proteobacterium aerobicu hè pensatu chì hè intrutu in a cellula eucariota ancestrale per diventà un endosimbionte in un tempu quandu l'ambiente era sempre più riccu d'ossigenu. L'abilità di u proteobacterium endosymbiont per utilizà l'ossigenu per fà l'energia hà permessu à l'eucariote di l'ospiti di prosperà in u novu ambiente mentre l'altri eucarioti sò estinti per via di a pressione di selezzione negativa imposta da u novu ambiente riccu d'ossigenu. Eventualmente, u proteobacterium integratu cù u sistema di l'ospite per diventà una mitocondria. In listessu modu, certi cianobatteri di fotosintesi sò entrati in l'eucarioti ancestrali per diventà endosimbionti. In u tempu, anu assimilatu cù u sistema di l'ospiti eucarioticu per diventà cloroplasti. Eucarioti cù i cloroplasti anu acquistatu a capacità di riparà u carbone atmosfericu è diventanu autotrofi. L'evoluzione di eucarioti di fissazione di carbone da l'eucarioti ancestrali hè statu un puntu di svolta in a storia di a vita nantu à a terra.
L'azotu hè necessariu per a sintesi organica di e proteine è l'acidi nucleici, ma a capacità di fixà l'azotu atmosfericu hè limitata solu à pochi procarioti (cum'è alcune cianobacteria, clostridia, archaea etc.). Nisun eucarioti cunnisciuti ponu fixà indipindentamente u nitrogenu atmosfericu. E relazioni endosimbiotiche mutualistiche trà i procarioti chì fissanu u nitrogenu è l'eucarioti chì fissanu u carbone chì anu bisognu di nitrogenu per cultivà sò vistu in natura. Un tali esempiu hè a cullaburazione trà a cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) è a microalga unicellulare Braarudosphaera bigelowii in sistemi marini.
In un studiu recente, a relazione endosimbiotica trà a cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) è a microalga unicellulare Braarudosphaera bigelowii hè stata investigata cù una tomografia di raghji X. A visualizazione di a morfologia cellulare è a divisione di l'alga hà revelatu un ciculu celular coordinatu in u quale i cianobacteria endosimbionte si sò spartuti in modu uniformu cum'è i cloroplasti è i mitocondri in un eucariote si dividenu durante a divisione cellulare. U studiu di e proteine involte in l'attività cellulare hà revelatu chì una frazione considerableu di elli era codificata da u genoma di l'alga. Questu includenu proteine essenziali per a biosintesi, a crescita cellulare è a divisione. Queste scuperte suggerenu chì a cianobacteria endosimbionte s'era integrata strettamente cù u sistema cellulare di l'ospiti è hè passata da un endosimbionte à un organellu cumpletu di a cellula ospitante. In cunsiquenza, a cellula di l'alga ospitante hà acquistatu a capacità di riparà u nitrogenu atmosfericu per a sintesi di proteine è acidi nucleici necessarii per a crescita. U novu organellu hè chjamatu nitroplastu per via di a so capacità di fissazione di nitrogenu.
Questu crea a microalga unicellulare Braarudosphaera bigelowii u primu eucariota chì fissa u nitrogenu. Stu sviluppu pò avè implicazioni per agricultura è l'industria di fertilizzanti chimichi à longu andà.
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Da vede:
- Coale, TH et al. 2024. Organelle di fissazione di nitrogenu in una alga marina. Scienza. 11 Apr 2024. Vol 384, Issue 6692 pp. 217-222. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adk1075
- Massana R., 2024. U nitroplastu : Un organellu di azotu. A SCIENZA. 11 April 2024. Vol 384, Issue 6692. pp. 160-161. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ado8571
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 have the ability to fix the molecular nitrogen abundantly available in the atmosphere. Some nitrogen-fixing bacteria live inside eukaryotic cells in symbiotic relation as endosymbionts. For example, the cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) is an endosymbiont of the of the unicellular microalgae Braarudosphaera bigelowii in marine systems. Such natural phenomenon is thought to have played a crucial role in evolution of eukaryotic cell organelles mitochondria and chloroplasts through integration of endosymbiotic bacteria to the eukaryotic cell. In a recently published study, researchers found that the cyanobacteria UCYN-A had closely integrated with the eukaryotic microalgae Braarudosphaera bigelowii and evolved from an endosymbiont to nitrogen-fixing eukaryotic cell organelle called nitroplast. This made microalgae Braarudosphaera bigelowii the first known nitrogen-fixing eukaryote and expanded the function of fixation of atmospheric nitrogen from prokaryotes to eukaryotes.){kind=link}