Un isotopo è una variante di un elemento con un diverso peso atomico . Due isotopi stabili di azoto si verificano in natura : azoto - 14 e azoto - 15 . L'isotopo N -14 è molto più abbondante , sia nell'atmosfera terrestre e in impianti e tessuto animale . La rarità comparativa dell'isotopo N- 15 lo rende prezioso per biologi e altri ricercatori come tracciante ( cioè , una sorta di bandiera che permette agli scienziati di seguire azoto attraverso un sistema biochimico o geochimico ) . Le macromolecole biologiche

Se le cellule in coltura vengono forniti solo con sostanze nutritive che contengono N - 15 isotopo , il loro DNA verrà a contenere N - 15 esclusivamente nel corso di più generazioni . In un famoso esperimento , Matthew Meselson e Franklin Stahl è cresciuto di E. coli in un terreno di coltura contenente pesanti N - 15 nutrienti . Hanno poi trasferiti ai batteri di supporto contenente l'accendino N - 14 isotopo , e centrifugati DNA da questi batteri una generazione e di due generazioni dopo . La densità del DNA nelle cellule figlie era intermedio . Grazie a questo risultato , l'esperimento Meselson - Stahl ha dimostrato che la replicazione del DNA produce due copie , ciascuna contenente un filamento originale che funge da modello per il nuovo filone .
Inquinamento

Il rapporto di N - 15 N- 14 è spesso più elevata nelle acque di scarico e rifiuti agricoli che in ambienti oceanici . Come la distanza da una sorgente di depurazione aumenta , questo rapporto gradualmente tendenze verso i valori normali per l'ambiente marino . Gli scienziati possono utilizzare questa differenza per mappare pennacchi di depurazione , e per determinare l'origine di eccesso di azoto in ambienti marini . Queste tecniche sono importanti perché l'azoto in eccesso contribuisce a fioriture algali nocive nelle acque costiere .
Acque sotterranee

Alte concentrazioni di nitrati nelle acque sotterranee possono essere dannosi per l'uomo , così il monitoraggio di questi contaminanti è un tema di particolare interesse . A seconda del percorso che adottano per raggiungere i corsi d'acqua locali , i nitrati possono abbattere attraverso l'azione dei batteri denitrificanti , così gli scienziati possono utilizzare concentrazioni locali di isotopi per monitorare ciò che accade ai nitrati nelle acque sotterranee (ad esempio , se finiscono nei corsi d'acqua locali , il percorso che adottano per raggiungere quei torrenti e così via ) . Come con acqua di mare , possono anche utilizzare rapporti isotopici per identificare l'origine di questa contaminazione .
Ecologia

Per comprendere gli ecosistemi , gli ecologisti hanno bisogno di sapere dove gli organismi traggono le loro sostanze nutritive , e la velocità con cui i nutrienti ciclo attraverso l'ecosistema . Poiché l'azoto è un nutriente essenziale , e organismi viventi preferenzialmente fanno uso di N- 14 isotopo , la N- 14 N - 15 rapporto differisce in varie parti della rete alimentare . Ecologisti possono utilizzare questi dati per tenere traccia di azoto attraverso un ecosistema .