Bíósíntẹ́sísì àwọn prótéènì àti núkléìkì ásíìdì nílò nítrójìn ṣùgbọ́n kò sí nítrójìn afẹ́fẹ́ fún àwọn eukaryotes fún ìṣẹ̀dá organic. Àwọn prokaryotes díẹ̀ (bíi cyanobacteria , clostridia , archaea àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ) ló ní agbára láti ṣàtúnṣe nítrójìn mókléìkì tó wà nínú afẹ́fẹ́ . Àwọn bakitéríà kan tó ń fi nitrogen sí ara wọn ń gbé inú àwọn sẹ́ẹ̀lì eukaryotic ní ìbáṣepọ̀ symbiotic gẹ́gẹ́ bí endosymbionts. Fún àpẹẹrẹ, cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) jẹ́ endosymbiont ti àwọn microalgae Braarudosphaera bigelowii nínú àwọn ètò omi. Irú ìṣẹ̀lẹ̀ àdánidá bẹ́ẹ̀ ni a gbàgbọ́ pé ó ti kó ipa pàtàkì nínú ìdàgbàsókè àwọn sẹ́ẹ̀lì eukaryotic organelles mitochondria àti chloroplasts nípasẹ̀ ìṣọ̀kan àwọn bakitéríà endosymbiotic sí sẹ́ẹ̀lì eukaryotic. Nínú ìwádìí kan tí wọ́n ṣe láìpẹ́ yìí, àwọn olùwádìí rí i pé àwọn cyanobacteria “ UCYN-A ” ti dara pọ̀ mọ́ àwọn eukaryotic microalgae Braarudosphaera bigelowii , wọ́n sì ti yípadà láti endosymbiont sí eukaryotic cell organelle tí ń fi nitrogen ṣe àtúnṣe tí a ń pè ní nitroplast. Èyí ló mú kí microalgae Braarudosphaera bigelowii jẹ́ eukaryote àkọ́kọ́ tí a mọ̀ nípa nitrogen-fixing. Àwárí yìí ti fẹ̀ síi iṣẹ́ ìfipamọ́ nitrogen afẹ́fẹ́ láti prokaryotes sí eukaryotes.
Symbiosis ie, awọn oganisimu ti awọn oriṣiriṣi eya pinpin ibugbe ati gbigbe papọ, jẹ iṣẹlẹ adayeba ti o wọpọ. Awọn alabaṣepọ ti o wa ninu ibasepọ symbiotic le ni anfani lati ọdọ ara wọn (mutualism), tabi ọkan le ni anfani nigba ti ekeji ko ni ipalara (commensalism) tabi ọkan awọn anfani nigba ti miiran jẹ ipalara (parasitism). Ibasepo symbiotic ni a npe ni endosymbiosis nigbati ẹda ara kan ngbe inu ekeji, fun apẹẹrẹ, sẹẹli prokaryotic ti o ngbe inu sẹẹli eukaryotic kan. Awọn sẹẹli prokaryotic, ni iru ipo bẹẹ, ni a pe ni endosymiont.
Endosymbiosis (ie, ifakalẹ ti awọn prokaryotes nipasẹ sẹẹli eukaryotic baba) ṣe ipa pataki ninu itankalẹ ti mitochondria ati chloroplasts, abuda sẹẹli-organelles ti awọn sẹẹli eukaryotic ti o nipọn diẹ sii, eyiti o ṣe alabapin si itankale awọn fọọmu igbesi aye eukaryotic. Proteobacterium aerobic kan ni a ro pe o ti wọ sẹẹli eukaryotic ti baba lati di endosymbiont ni akoko kan nigbati ayika n di ọlọrọ atẹgun. Agbara ti endosymbiont proteobacterium lati lo atẹgun lati ṣe agbara laaye eukaryote ogun lati ṣe rere ni agbegbe titun nigba ti awọn eukaryotes miiran ti parun nitori titẹ aṣayan odi ti a fi lelẹ nipasẹ agbegbe ọlọrọ atẹgun tuntun. Ni ipari, proteobacterium ti a ṣepọ pẹlu eto ogun lati di mitochondion. Bakanna, diẹ ninu awọn cyanobacteria photosynthesising wọ inu eukaryotes ti baba lati di endosymbiont. Ni akoko ti o pe, wọn darapọ pẹlu eto ogun eukaryotic lati di chloroplasts. Eukaryotes pẹlu chloroplasts gba agbara lati ṣatunṣe erogba oju aye ati di autotrophs. Itankalẹ ti awọn eukaryotes ti n ṣatunṣe erogba lati inu awọn eukaryotes baba jẹ aaye iyipada ninu itan-akọọlẹ igbesi aye lori ile aye.
Nitrojini ni a nilo fun iṣelọpọ Organic ti awọn ọlọjẹ ati awọn acids nucleic sibẹsibẹ agbara lati ṣatunṣe nitrogen ti afẹfẹ ni opin nikan si awọn prokaryotes diẹ (bii diẹ ninu awọn cyanobacteria, clostridia, archaea ati bẹbẹ lọ). Ko si awọn eukaryotes ti a mọ ti o le ṣe atunṣe nitrogen afẹfẹ ni ominira. Awọn ibatan endosymbiotic ti ara ẹni laarin nitrogen-fixing prokaryotes ati awọn eukaryotes-fixing carbon ti o nilo nitrogen lati dagba ni a rii ni iseda. Ọkan iru apẹẹrẹ ni ajọṣepọ laarin cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) ati unicellular microalgae Braarudosphaera bigelowii ninu awọn eto okun.
Nínú ìwádìí kan tí a ṣe láìpẹ́ yìí, a ṣe ìwádìí nípa ìbáṣepọ̀ endosymbiotic láàárín cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) àti unicellular microalgae Braarudosphaera bigelowii nípa lílo soft x-ray tomography. Ìwòye ìrísí sẹ́ẹ̀lì àti pípín alga fi hàn pé ìyípo sẹ́ẹ̀lì kan tí a ṣètò nínú èyí tí endosymbiont cyanobacteria pín ní ìbámu gẹ́gẹ́ bí chloroplasts àti mitochondria nínú ìpín eukaryote nígbà ìpín sẹ́ẹ̀lì. Ìkẹ́kọ̀ọ́ àwọn protein tí ó ní ipa nínú àwọn ìgbòkègbodò sẹ́ẹ̀lì fi hàn pé ìpín púpọ̀ nínú wọn ni a fi genome ti algae kọ. Èyí ní àwọn protein tí ó ṣe pàtàkì fún biosynthesis, ìdàgbàsókè sẹ́ẹ̀lì, àti pípín. Àwọn àwárí wọ̀nyí fihàn pé endosymbiont cyanobacteria ti dara pọ̀ mọ́ ètò sẹ́ẹ̀lì olùgbàlejò náà tí ó sì yípadà láti endosymbiont sí organelle pípé ti sẹ́ẹ̀lì olùgbàlejò náà. Nítorí náà, sẹ́ẹ̀lì algal olùgbàlejò ní agbára láti ṣàtúnṣe nitrogen afẹ́fẹ́ fún ìṣẹ̀dá àwọn protein àti nucleic acids tí a nílò fún ìdàgbàsókè. A pe organelle tuntun ni nitroplast nitori agbara rẹ̀ lati fi nitrogen satunṣe.
Èyí ló mú kí àwọn èèmọ́ oní-ẹ̀mí-ara-ẹ̀mí Braarudosphaera bigelowii jẹ́ eukaryote àkọ́kọ́ tó ń fi nitrogen sípò. Ìdàgbàsókè yìí lè ní ipa lórí iṣẹ́ àgbẹ̀ àti iṣẹ́ ajílẹ̀ kẹ́míkà ní àsìkò pípẹ́.
***
To jo:
- Coale, TH et al. 2024. Nitrogen-fixing organelle ni a tona ewe. Imọ. 11 Kẹrin 2024. Vol 384, atejade 6692 pp. 217-222. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adk1075
- Massana R., 2024. Nitroplast: A nitrogen-fixing organelle. Imọ. 11 Kẹrin 2024. Vol 384, Issue 6692. pp. 160-161. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ado8571
***
 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}