Arutelu:Lämmastik
Siia võiks lisada ka ladinakeelse nimetuse.
Kas mitte oksüdatsiooniastmeid ei märgita araabia numbritega? Andres 3. juuni 2010, kell 15:00 (EEST)
Artiklist Harilik sibul. Andres (arutelu) 14. september 2015, kell 22:36 (EEST)
- ** Lämmastikuühendid
Lämmastikuühendid, mida peetakse taime bioloogiliste funktsioonide läbi viimisel vajalikeks ühenditeks on purine, pyrimidine bases, nendest 'võrsuvad' nukleosiidid (koosnevad lämmastikalusest (puriini ja pürimidiini derivaadid) ja pentoosist) ja nukleotiidid, kofaktorid NADMall:+, FAD, CoA, TPP jt ja kasvufaktorid (fütohormoonid) auksiinid, tsütokiniinid ja etüleen. Lisaks sünteesivad taimed hulgaliselt sekundaarseid metaboliite.[1]
Lämmastik on bioloogiliselt seotud C, H, O ja S-i moodustamaks aminohappeid jpm. Aminohapped tõmmatakse valkudesse ja/või polüpeptiididesse. Taimed sisaldavad rohkem kui 100 aminohapet, kuid valkudesse sisenenvad teadaolevalt ligi 20 aminohapet.[2]
Taimed ei väljuta oma struktuuride kaudu lämmastikku, vaid lämmastik ja selle ühendid taaskasutatakse näiteks ammooniumina, valkude ja mitmete ühendite sünteesil. Kuid lämmastikukadu lehtedes võib esineda vihma või udu ajal.
- **Nitraadi assimilatsioon
on energia-rohke protsess - kasutades eeldavasti 15 mooli adenosiintrifosfaati iga redutseeritud nitraadi mooli kohta ning amooniumi assimilatsioon vajaks lisaks veel viis ATP-d mooli kohta.[2]
Nitraadi kasutamiseks valkude sünteesiks tuleb see amooniumiks ( NH4+) muuta, seda kasutatakse aminohapete komplekteerimisel ja lisaks ka mitmete madalmolekulaarsete metaboliitide koostises.[1]
- **Ammooniumi assimilatsioon
Ammooniumil, mida peetakse nitraadi assimilatsiooni või fotorespiratsiooni saaduseks, on taimele toksiline mõju ja seetõttu metaboliseeritakse amoonium aminohapeteks ja amiidideks.
Glutamiinhappe moodustumist peetakse lämmastiku orgaanistesse ühenditesse sisenemise 'sammuks' ja see toimub kloroplastides ja mitokondrites.
Ammooniumi assimilatsioon mitokondrites toimub ensüümi
glutamic acid dehydrogenase ja kloroplastides glutamiini süntetaasi (GS) ja glutamaadi süntaasi (GOGAT) vahendusel.[2]
- *** Nukleiinhapped
essentsiaalseks loetakse lämmastiku osalust nukeliinhapete DNA ja RNA sünteesis ja koostises.
- *** Sekundaarsed metaboliidid
Taimed toodavad palju mitmesuguseid orgaanilisi ühendeid, mille täpseid rolle taime kasvus ega arengus ei tunta. Neid ühendeid kutsutakse sekundaarseteks metaboliitideks ehk sekundaarseteks produktideks ehk naturaalseteks produktideks.
Sekundaarsed metaboliidid võivad osaleda taimeelu kaitsel herbivooride ja patogeenide vastu järgnevalt:
- muudavad herbivooridele taimede söömise keerukamaks ja takistavad mikroobsetel patogeenidel taimede nakatamist;
- funktsioneerivad vahendajana taim-taim võitluses ja taim-mikroob sümbioosis. Seega võivad erinevad sekundaarsed metaboliidid mõjutada otseselt taime võimekust ja kohasust.
Taimedes on tuvastatud üle 13 000 lämmastiku sisaldava sekundaarse metaboliidi, kuid kaasaegsete fütokeemilsite tehnikate abil on uuritud 10% taimedest[1].
Lämmastikku sisaldavad alkaloidid, mitte-proteinogeensed aminohapped, tsüanogeensed glükosiidid.
Lämmastiku olulisuse avastamise au taime elutsüklis omistatakse de Saussure'le (1804). De Saussure arvates omastavad taimed lämmastikku juurte kaudu. Liebig aga pooldas teooriat mille kohaselt omastavad taimed lämmastikku ammooniumina (keemiline valem NH4+) õhu kaudu. Saussure kirjeldustele eelnesid mitmete autorite tööd juba 1660 ja 1670ndatel kus kirjeldati kaaliumnitraadi (rahvakeeli 'salpeeter') (molekulvalemiga KNO3) kasulikku toimet taimedele.[2]
Mullas tuvastatud anorgaanilise lämmastiku vormid on nitraadid, nitritid, ammoonium, lämmastikgaas (N2) ja nitrous oxide (N2O gas). Barkeri ja Pilbeami arvates on lämmastiku peamised allikad taimedel nitraadid (NO3-) ja ammoonium (NH4+). Normaalsete kasvutingimuste korral loetakse peamiseks allikaks omakorda nitraate.[2]
Mullast taimesse liikuva lämmastiku (N) ülesanded taime juurte arengus pole selged.
Nitraat liigub taimes hästi ja seda säilitatakse vakuoolides.
Selle elemendi puudus võib sibulataimel põhjustada lämmastikupuudust<ref name="Nitrogen"/>, mille vastu kasutatakse mulla ja taimede tarvis spetsiifilisi lämmastikuväetisi.
Kuid selleks, et suhteliselt inertne molekulaarne lämmastik muundataks redutseeritud (näiteks ammoniaagiks) või oksüdeeritud vormiks (näiteks nitraadiks) peab toimuma keemiline protsess nimetusega lämmastikusidumine (ka lämmastiku sidumine, lämmastiku fikseerimine, lämmastiku seondamine).
Enamik juurte poolt absorbeeritud nitraatidest seotakse orgaanilistesse ühenditesse, selleks redutseeritakse nitraat tsütosoolis ensüümi nitraadi reduktaasi (NaR) läbi nitritiks.
Nitraadi reduktaasi transpkriptsiooni, translatsiooni ja ensümaatilist aktiivsust mõjutavad nitraatide, valguse ja süsivesikute olemasolu. Nitraadi reduktsioon vajab kofaktoriks molübdeeni.
Moodustunud nitritioon transporditakse tsütosoolist kohe kloroplastidesse (lehtedes) või plastiididesse (juurtes).[3]
Taime võrsed ja juured saavad osaleda nitraadi metabolismil, kuid see sõltub taime liigist, elutsükli faasist, temperatuurist, lämmastiku baasist jmt teguritest.
Selle elemendi puudus võib sibulataimel põhjustada lämmastikupuudust<ref name="Nitrogen"/>, mille vastu kasutatakse mulla ja taimede tarvis spetsiifilisi lämmastikuväetisi.
- *** Sekundaarsed metaboliidid
Kui herbivooridesse sattuvad taime mitte-proteinogeensed aminohapped võivad viimased sekkuda nende metabolismi ja vahel ka mürgistusi esile kutsuda.
Need teemad ja nimed (lõik enwiki-st) seoses lämmastikuga peaksid ka minu meelest artiklis olema: For a long time, sources of nitrogen compounds were limited. Natural sources originated either from biology or deposits of nitrates produced by atmospheric reactions. Nitrogen fixation by industrial processes like the Frank–Caro process (1895–1899) and Haber–Bosch process (1908–1913) eased this shortage of nitrogen compounds, to the extent that half of global food production (see Applications) now relies on synthetic nitrogen fertilisers.[17] At the same time, use of the Ostwald process (1902) to produce nitrates from industrial nitrogen fixation allowed the large-scale industrial production of nitrates as feedstock in the manufacture of explosives in the World Wars of the 20th century. --Nimelik (arutelu) 18. aprill 2021, kell 12:46 (EEST)
Artiklis võiks olla selgitus, et miks ikkagi moodustavad lämmastiku molekulid sedavõrd suure enamuse (peaaegu 4/5) atmosfääri koostisest (samas kui maakoores on lämmastikku väga vähe). https://www.soest.hawaii.edu/GG/ASK/atmo-nitrogen.html --Nimelik (arutelu) 21. aprill 2023, kell 23:15 (EEST)
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Michael Wink, 12 Special Nitrogen Metabolism, 1999
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Allen V. Barker, David J. Pilbeam, "Handbook of Plant Nutrition"" , 2007, CRC Press
- ↑ Merle Oagu, Triin Tamme, MINERAALSETE TOITAINETE ASSIMILATSIOON, referaat, Tallinna Ülikool, Bioloogia õppetool, Tallinn, 2006,(tarve 7.09.2015)