22.Азоттың биологиялық жолмен тотықсыздануы кезегіндегі нитрогеназа ферментінің маңызын түсіндіріңіз.

Азоттың биологиялық жолмен тотықсыздану үдерісі ферментативті реакциялар тізбегінен тұрады, ең басты рөлді нитрогеназа ферменті атқарады. Микроағзаларда нитрогеназа ферментінің түзілуі ядролық ДНҚ-да емес, осы арнайы ферменттік ақуыздың синтезіне жауап беретін nif – плазмида деп аталатын ерекше гендердің болуымен байланысты. Азотсіңіруші микроағзаларда метаболизмнің барлық белгілі типтері кездеседі. Олардың ішінде аэробтар, ашуды жүзеге асыратын анаэробтар, хемоорганотрофтар, автотрофтар – фотосинтетиктер және хемолитоавтотрофтар бар. Олар үшін молекулалық азотты сіңіру міндетті үдеріс болып табылмайды, себебі олар минералды немесе органикалық түрінде азоттың қатысуында өздерінің байланған азотқа деген қажеттілігін қамтамасыз етеді. Азотсіңірудің белсенділігі үшін оттегінің бар-жоғы үлкен рөл атқарады. Себебі нитрогеназа ферментінің жұмысы молекулалық оттегімен тежеледі. Азотсіңіруші микроағзаларды өсімдіктермен байланысуына қарай еркін тіршілік ететіндер және селбесіп тіршілік ететіндер деп бөледі. Бірінші топқа өсімдіктердің тамыр жүйелерімен байланыспаған, еркін тіршілік ететін бактериялар және өсімдік тамырының айналасындағы топырақта мекен етіп, өсімдіктерге тікелей әсер ететін, тамыр мен жапырақтардың бетінде тіршілік ететін ассоциативті бактериялар жатады. Селбесіп тіршілік ететін микроағзаларға өсімдік ұлпаларында өмір сүретін, тамыр немесе жапырақтарында түйнек немесе түйін тәрізді пішін түзетіндер жатқызылады. Еркін тіршілік ететін азотсіңірушілер барлық жерлерде таралған және олардың ішінде хемотрофтарға, фототрофтарға, аэробтарға және анаэробтарға жататын әртүрлі таксономиялық топтардың бактериялары кездеседі. Ассоциативті азотсіңіру деп органикалық заттардың алғашқы продуценттері - өсімдіктер, балдырлар немесе көк-жасыл балдырлармен ассоциация құрып тіршілік ететін микроағзалармен азоттың жиналуын айтады. Мұндай ассоциацияларда жоғары нитрогеназалық белсенділіктің тиімділігі көміртегі мен энергияның жеңіл қол жетімді көздері жапырақ және тамыр экссудаттары, цианобактериялардың жасушадан тыс шырыштары, тамырдың қалдықтары түрінде фототрофтардан бактерияларға жеткілікті мөлшерде түсуімен байланысты. Тамыр арқылы топыраққа түсетін органикалық заттар арқылы тек диазотрофтардың ғана емес, сондай-ақ қарашіріндіні ыдыратушы гетеротрофтардың іс-әрекетін белсендіреді. Осылай, «топырақ - микроағзалар - өсімдік» жүйесінде азоттың жылжуы екі арна бойынша – азоттың атмосферадан байлануы және қарашірінді заттарынан бөлінуі арқылы жүзеге асырылады. Үдерістің іске қосылуы мен олардың тиімділігі топырақтағы жеңіл азоттың болуымен анықталады. Топыраққа азот тыңайтқыштарын енгізгенде микроағзалар атмосфералық азотты сіңіруден гөрі, азоттың еріген түрін (иммобилденген) байлауға көшеді де, молекулалық N2 денитрлену есебінен біртіндеп атмосфераға жоғалтады. Ортадағы көміртегі мен азот қатынасының арту мөлшеріне қарай азотсіңіру үдерісі белсендіріледі, өсімдіктердің фотосинтездік әрекетінің күшеюі қарашіріндінің минералдану дәрежесін арттырады. Селбескен азотсіңіру – топырақтағы биологиялық азоттың маңызды қоры. Түйнек бактериялары өсімдік ұлпасына ене отырып, тамырда түйнек тәрізді ісіктің өсуін немесе сабақ пен жапырақтарда түйнектер немесе түйіндердің пайда болуын тудырады. Ең белсенді және жақсы зерттелген диазотрофты симбионаттар – бұршақ өсімдіктерінің түйнек бактериялары. Бұршақ өсімдіктерінің симбионттарының 1300 түрі белгілі, олардың ішінде 200 түрі ауыл шаруашылығында қолданылады. Түйнектер мәдени және жабайы өсімдіктерде кездеседі. Азотсіңіруші симбионттардың арқасында бұршақ өсімдіктері топырақты азотпен байытады. Өсімдіктердің өсу жағдайларына байланысты олар жылына гектарына 60-тан 300 кг дейін азот жинайды. Бұршақ өсімдіктерінің азотты жинауында түйнек бактерияларының рөлі анықталған соң, көп ұзамай себу алдында бұршақ өсімдіктерінің тұқымдарын осы бактериялармен өңдеуге талпыныс жасалды. Түйнек бактерияларының негізінде дайындалған препараттар әртүрлі елдерде өздеріне сәйкес атқа ие болды. Нитрагиннің дайындалу тәсіліне қарай әртүрлі типтері бар: тұқымдарды өңдеуге арналған құрғақ толықтырғыштар мен бактериялар қоспасы; бүркуге арналған бактериялардың сулы суспензиясы; вакуумды инфильтрация әдісімен тұқымдарды инокуляциялауға арналған препараттар. Бұршақ тұқымдас өсімдіктерді түйнек бактерияларымен инокуляциялау бұршақ дақылы өсірілмеген және топырақта сәйкесінше жоғары да аталған бактериялар кездеспейтін аудандарда ерекше тиімді болып келеді.