Técnicas isotópicas de nitrógeno

Técnicas isotópicas de nitrógeno

Un isótopo es una variante de un elemento con un peso atómico diferente. Dos isótopos estables de nitrógeno ocurren en la naturaleza: nitrógeno-14 y nitrógeno-15. El isótopo de N-14 es mucho más abundante en la atmósfera de la tierra y en el tejido animal y vegetal. La rareza comparativa del isótopo 15 N lo hace valioso para biólogos y otros investigadores como trazador (es decir, una especie de bandera que permite a los científicos seguir de nitrógeno a través de un sistema bioquímico o geoquímico).

Macromoléculas biológicas

Si las células en cultivo son suministradas sólo con los nutrientes que contiene el isótopo 15 N, su ADN llegará a contener N-15 exclusivamente en el transcurso de varias generaciones. En un experimento famoso, Matthew Meselson y Franklin Stahl crecieron de e. coli en un medio de cultivo con nutrientes N 15 pesadas. Continuación, transferir las bacterias a los medios que contienen el isótopo más ligero del N-14 y centrifuga ADN de estas bacterias una generación y dos generaciones más tarde. La densidad de la DNA en las células de la hija era intermedia. A través de este resultado, el experimento de Meselson-Stahl demuestra que la replicación del ADN produce dos copias, conteniendo cada uno un filamento original que sirve como una plantilla para el filamento nuevo.

Contaminación

La proporción de N-15 a N-14 suele ser mayor en las aguas residuales y residuos agrícolas que en los ambientes del océano. A medida que aumenta la distancia de una fuente de aguas residuales, esta relación poco a poco las tendencias hacia los valores normales para el medio ambiente marino. Los científicos pueden utilizar esta diferencia mapa penachos de las aguas residuales y para determinar el origen del exceso de nitrógeno en el medio marino. Estas técnicas son importantes porque el exceso de nitrógeno contribuye a algales nocivas en aguas costeras.

Aguas subterráneas

Altas concentraciones de nitratos en las aguas subterráneas pueden ser perjudiciales para los seres humanos, para que el seguimiento de estos contaminantes es una cuestión de especial preocupación. Según el camino que tomar para llegar a los arroyos locales, nitratos pueden romper a través de la acción de las bacterias de desnitrificación, por lo que los científicos pueden utilizar concentraciones locales de isótopos para rastrear lo que sucede para nitratos en agua subterránea (por ejemplo, si terminan en los arroyos locales, la ruta que tomar para llegar a los arroyos, etc.). Como con agua de mar, también pueden utilizar cocientes del isótopo para identificar el origen de esta contaminación.

Ecología

Para entender los ecosistemas, los ecologistas necesitan saber donde organismos derivan sus nutrientes y la tasa en que ciclo de nutrientes por el ecosistema. Porque el nitrógeno es un nutriente esencial, y los organismos vivos preferentemente hacen uso de la N-14 isótopo, difiere de la N-14 relación de N-15 en varias partes de la cadena alimenticia. Los ecologistas pueden utilizar estos datos para seguimiento de nitrógeno a través de un ecosistema.


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