Nif geni

nif genleri, atmosferdeki azotun fiksasyonunda görevli olan enzimleri kodlayan genlerdir. nif genleri tarafından kodlanan ilk enzim, atmosferde bulunan N₂ formundaki azotu amonyak gibi bitkinin çeşitli amaçlar için kullanacağı forma dönüştüren nitrogenaz enzimidir. Nitrogenaz enziminin dışında nif genleri ayrıca azot fiksasyonunda düzenleme işlevine sahip başka enzimleri de kodlar. nif genleri hem serbest yaşayan azot fikse edici bakterilerde hem de çeşitli bitkilerdeki simbiyotik bakterilerde bulunur. nif genlerinin ekspresyonu düşük azot fiksasyonu konsantrasyonu ve oksijen (düşük oksijen konsantrasyonları kök çevresinde düzenlenir) konsantrasyonuna cevap olarak indüklenir.

Nitrogenaz enzimini kodlayan nif genleri, bir azot fikse edici bakteriden diğerinde özdeş olan bölgeler içerirken nif genlerinin yapısı benzer fakat nif genlerinin düzenlenmesi organizmanın evrimsel hiyerarşisine bağlı olarak farklı diazotroflar (azot fikse eden organizmalar) arasında değişmektedir. Nitrogenaz kompleksi yaklaşık 20 farklı nif geni tarafından kodlanmaktadır.

nif genlerinin transkripsiyonunun aktivasyonu azot stresinde başlar. Birçok bakteride nif genleri transkripsiyonu azota duyarlı NifA proteini tarafından başlatılır. Eğer ortamda yeteri kadar fikse edilmiş azot yoksa, bir RNA polimeraz olan NifC, NifA’nın ekspresyonunu tetikler ve NifA da diğer transkripsiyon faktörlerini aktifleştirir. Eğer ortamda yeteri kadar indirgenmiş azot veya oksijen varsa, NifL proteini aktifleştirilir ve NifL de NifA’nın aktivasyonunu baskılayarak nitrogenaz oluşumunu durdurur. NifL, glnD ve glnK genlerinin ürünleri tarafından kontrol edilir.

nif genleri bazen kromozomda bulunsa da, çoğu bakteride azot fiksasyonuyla ilgili diğer (nod genleri gibi) genlerle birlikte plazmit üzerinde bulunur.