Quais moléculas nitrogenadas são translocadas no xilema? Em que momentos há gasto de energia para absorção e translocação do nitrogênio?
Passo 1
O enunciado pergunta duas coisas da fisiologia vegetal:
- Quais são as moléculas nitrogenadas que saem da raiz e sobem pelo xilema?
- Em que etapas desse percurso o vegetal “gasta” energia (ATP ou equivalentes) para absorver e/ou translocar o nitrogênio?
Passo 2
As principais formas químicas de nitrogênio que chegam ao sistema radicular e entram no xilema são:
– Nitrato ( ) – forma inorgânica mais abundante em solos aerados.
– Amônio ( ) – aparece em solos mais redutores ou após mineralização.
– Em muitos vegetais, parte do nitrogênio é já assimilada na raiz e sobe como aminoácidos solúveis, sobretudo glutamina e asparagina.
– Nitrato (
– Amônio (
– Em muitos vegetais, parte do nitrogênio é já assimilada na raiz e sobe como aminoácidos solúveis, sobretudo glutamina e asparagina.
Passo 3
Gasto de energia na absorção de
:
– A célula da raiz usa a -ATPase da membrana plasmática para bombear prótons para o solo, criando um gradiente de
.
– O cotransportador aproveita esse gradiente para trazer o nitrato para dentro da célula (transporte ativo secundário).
Logo, o consumo direto de ATP ocorre na manutenção do gradiente de prótons pela ATPase.
– A célula da raiz usa a
– O cotransportador
Logo, o consumo direto de ATP ocorre na manutenção do gradiente de prótons pela ATPase.
Passo 4
Gasto de energia na assimilação e preparo para a translocação:
– Dentro da célula, o nitrato é convertido em nitrito pela nitrate redutase (usa NADH ou NADPH) e depois em amônio pela nitrite redutase (usa ferredoxina reduzida).
– O amônio é incorporado em aminoácidos pelo ciclo GS/GOGAT:
– Dentro da célula, o nitrato é convertido em nitrito pela nitrate redutase (usa NADH ou NADPH) e depois em amônio pela nitrite redutase (usa ferredoxina reduzida).
– O amônio é incorporado em aminoácidos pelo ciclo GS/GOGAT:
- Glutamine sintetase (GS) consome 1 ATP para produzir glutamina.
- Glutamate synthase (GOGAT) usa poder redutor (NADH ou ferredoxina) para gerar glutamato.
– Se o vegetal transportar aminoácidos (gln, asn) no xilema, esse pool orgânico já sai da raiz pronto para o fluxo de massa.
Passo 5
Translocação propriamente dita no xilema:
– O movimento de água e solutos (nitrato, amônio ou aminoácidos) no xilema é causado pela transpiração nas folhas (fluxo de massa), e não exige gasto direto de ATP no trajeto.
– A “energia” envolvida vem indiretamente da luz (evaporação de água) e da manutenção dos estômatos abertos.
– O movimento de água e solutos (nitrato, amônio ou aminoácidos) no xilema é causado pela transpiração nas folhas (fluxo de massa), e não exige gasto direto de ATP no trajeto.
– A “energia” envolvida vem indiretamente da luz (evaporação de água) e da manutenção dos estômatos abertos.
Resposta
No xilema transitam principalmente
,
e, em espécies que assimilam parte do N na raiz, aminoácidos como glutamina e asparagina. O gasto de energia ocorre:
- Na raiz, para bombear prótons pela
-ATPase e permitir o cotransporte de . - Na assimilação do nitrogênio (enzimas nitrate reductase, nitrite reductase e o ciclo GS/GOGAT consomem ATP e poder redutor).
A subida pelo xilema em si é passiva, conduzida pelo fluxo de massa da transpiração.