ทำไมไนโตรเจนถึงมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต?

ไนโตรเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเพราะเป็นส่วนประกอบสำคัญของกรดอะมิโนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญ ของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก เช่น DNA ซึ่งถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังรุ่นต่อๆ ไปของ สิ่งมีชีวิต ประมาณ 78 เปอร์เซ็นต์ของบรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน แต่พืชและสัตว์ไม่สามารถนำไนโตรเจนจากอากาศโดยตรงได้ กระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักรไนโตรเจนทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ไนโตรเจนเป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชและเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีน ซึ่งสัตว์ทุกชนิดจำเป็นต้องเติบโต สืบพันธุ์ และอยู่รอด วัฏจักรไนโตรเจนจะเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นสารประกอบที่พืชและสัตว์สามารถใช้ได้

เนื้อเยื่อของมนุษย์ทั้งหมด – กล้ามเนื้อ ผิวหนัง ผม เล็บ และเลือด – มีโปรตีน การเจริญเติบโตตามปกติ การเปลี่ยนเซลล์ และการซ่อมแซมเนื้อเยื่อต้องการไนโตรเจน และกระบวนการเผาผลาญของร่างกายต้องการโปรตีนในรูปของเอนไซม์ คุณไม่สามารถนำไนโตรเจนมาจากอากาศได้โดยตรง ดังนั้นคุณจึงได้มาจากแหล่งอาหาร อาหารที่อุดมด้วยโปรตีน ได้แก่:

• เนื้อ
  
• ปลา
  
• พืชตระกูลถั่ว
  
• ไข่
  
• นม
  
• ถั่ว

ร่างกายของคุณกำลังรีไซเคิลไนโตรเจนจากกรดอะมิโนอย่างต่อเนื่อง ทำลายกรดอะมิโนที่ไม่ได้ใช้สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเป็นส่วนประกอบต่างๆ รวมถึงไนโตรเจนเพื่อเป็นพลังงาน ไนโตรเจนยังสร้างสารประกอบที่ไม่ใช่โปรตีน เช่น ฮีมในเฮโมโกลบิน ซึ่งขนส่งออกซิเจนในเซลล์เม็ดเลือดแดงไปยังทุกส่วนของร่างกาย สัตว์ต้องการไนโตรเจนในการเจริญเติบโต ซ่อมแซม และเอาชีวิตรอดแบบเดียวกับที่มนุษย์ต้องการ และพวกมันยังได้มาจากแหล่งอาหาร เช่น พืชและสัตว์อื่นๆ

ไนโตรเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพืชที่จะเติบโตและอยู่รอด หากไม่มีโปรตีน - บางส่วนเป็นหน่วยโครงสร้าง, อื่น ๆ เป็นเอนไซม์ - พืชตาย ไนโตรเจนประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของคลอโรฟิลล์ ซึ่งพืชต้องการสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการใช้พลังงานของดวงอาทิตย์เพื่อสร้างน้ำตาลจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบถ่ายเทพลังงาน เช่น ATP (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต) ซึ่งช่วยให้เซลล์สามารถอนุรักษ์และใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเผาผลาญ พืชยังต้องการกรดนิวคลีอิกเช่น DNA เพื่อเติบโตและสืบพันธุ์ พืชได้รับไนโตรเจนในวิธีที่แตกต่างจากสัตว์ โดยนำมาจากน้ำและดินในรูปของไนเตรตและแอมโมเนียม พืชที่ขาดไนโตรเจนจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองและหยุดการเจริญเติบโต และให้ผลและดอกไม้ที่เล็กกว่าปกติ

ขั้นตอนแรกของวัฏจักรไนโตรเจนคือการตรึงไนโตรเจน แบคทีเรียชนิดพิเศษใช้เอนไซม์ที่เรียกว่าไดไนโตรจีเนสในการเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย ถัดไป ไนตริฟิเคชั่นจะเปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไอออนไนไตรต์ ซึ่งรากพืชดูดซับเป็นสารอาหาร สัตว์รับไนโตรเจนจากการกินพืช การสลายตัวของพืชและสัตว์และการปล่อยของเสียจากสัตว์ทำให้เกิดแอมโมเนียในดิน ในที่สุด การดีไนตริฟิเคชั่นใช้แบคทีเรียชนิดอื่นในการเปลี่ยนแอมโมเนียกลับเป็นก๊าซไนโตรเจนที่เป็นก๊าซ ซึ่งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งวัฏจักรไนโตรเจนเริ่มต้นอีกครั้ง