Om funksjon Heterocysts

Nitrogen er et viktig element for vekst av nesten alle former for liv, spesielt planter. Selv om nitrogen er rikelig tilgjengelig i luften som en gass, er det ubrukelig av planter og dyr inntil den slås til nitrat eller ammoniakk, som deretter brukes til å lage proteiner og andre viktige forbindelser. Noen planter bruke spesielle cyanobakterier, kalt heterocysts, for å omdanne nitrogenet i luften til et biologisk tilgjengelig form. Identifikasjon

Heterocysts er spesielle nitrogen-innfesting celler som dannes i visse typer cyanobakterier i tider med lav nitrogen. Disse spesialiserte celler, for å omdanne nitrogenet i luften til en form av bakterier kan bruke, må holde oksygen ute av cellen. Dette krever flere endringer i cellen selv, blant annet ekstra vegger for å holde oksygen ute. I tillegg, siden cellen må være oksygen-fri nitrogen for fiksering skal skje, er det ute av stand til å produsere noen av forbindelsene det er behov for å produsere energi, og holde seg i live. Som et resultat av disse cellene engasjere seg i en handel med andre nærliggende celler, utveksle brukbare nitrogen for forbindelser det kan slå til energi. Når en vanlig cyanobakterier celle blir til en heterocyst, kan det ikke slå tilbake. Det er antatt at heterocyst formasjonen er basert på mengden av ammoniakk og nitrat som er tilgjengelige.
Betydning

Heterocysts ofte danner et symbiotisk forhold med visse typer blå- grønne alger. Dette betyr at de to organismer å arbeide sammen til gjensidig fordel. Heterocysts gi alger med ammoniakk og nitrater, og alger i svinger gir heterocysts med andre næringsstoffer. I denne form av symbiose, kan heterocysts utgjør flertallet av bakteriene, og heterocyst formasjonen er ikke lenger regulert ved mengden av ammoniakk og nitrater, men basert på signaler som planten gir. Denne formen for forholdet er ikke uvanlig mellom planter og bakterier, som det gjør at planter å få næringsstoffene de ikke kunne ellers få.
Egenskaper

Heterocyst formasjonen er markert med flere endringer i cellen, inkludert dannelsen av ytterligere tre celleveggene. Heterocysts også begynne å produsere visse proteiner som er involvert i nitrogenfiksering, og fornedre proteiner som produserer oksygen. Til slutt, produserer cellen mer glykolytiske enzymer, noe som gjør det mulig for cellen å produsere energi uten oksygen. Til slutt, for å sikre at ingen oksygen er til stede i cellen, produserer heterocyst celle proteiner som scavenge eventuelle gjenværende oksygen.
Typer

I tillegg til symbiosen mellom heterocysts og blå-grønne alger, symbiose mellom nitrogen fiksering bakterier og planter oppstår med andre arter også. Den vanligste plante som bruker denne teknikken er legume familien, som inkluderer bønner, peanøtter, kløver, og alfalfa. Disse plantene bruker en type bakterier som kalles rhizobia i sine røtter for å produsere nitrogen.
Betydning

Nitrogenfiksering, etter heterocysts og andre symbiotiske bakterier, er en viktig del av økologi og er avgjørende for å hindre utarming av brukbare nitrogen, ikke bare for det enkelte anlegg som utnytter denne symbiosen, men for økologiske systemene som helhet. Nitrogenfiksering er grunnlaget for en slik praksis som vekstskifte, der bøndene rotere felt mellom nærings-krevende planter som mais med andre, mer replenishing avlinger, for eksempel bønner og belgfrukter. Uten heterocysts og andre nitrogen-fixing bakterier, ville nitrater og ammoniakk nødvendig for å opprettholde livet være svært begrenset, og dermed gir bare visse typer planter til å vokse og sterkt begrenser utvalg av fauna og flora som befolke planeten.