L'azoto è uno dei macro nutrienti importanti richiesti da tutti gli organismi viventi. Poiché è presente in DNA e RNA, aminoacidi, proteine, alcaloidi, ecc. In natura il 72% dell'azoto è presente nell'aria sotto forma di N2. Ma non tutti gli organismi hanno la capacità di assorbire direttamente l'azoto. Solo pochi procarioti possono convertire l'azoto biatomico in ammoniaca. Questa ammoniaca si converte in aminoacidi, proteine. Questa proteina è la principale fonte di azoto per tutti gli organismi che dipendono dalle piante.

Nelle piante, solo un gruppo specifico di piante chiamate leguminose ha la capacità di convertire l'azoto atmosferico in ammoniaca. Perché queste piante vengono associate al batterio Rhizobium.

Il Rhizobium è un batterio che vive libero nel suolo. Ogni volta che riconosce le radici delle leguminose fa l'infezione ai peli della radice e si stabilisce nella radice formando il nodulo. All'interno del nodulo i batteri si convertono in batteri e producono l'enzima nitrogenasi. Questo è l'enzima che converte l'azoto atmosferico in ammoniaca. Ma questo enzima è molto sensibile all'ossigeno. Quindi, per rimuovere l'ossigeno dal nodulo, la pianta ospite produce la legemoglobina, che agisce come spazzino dell'ossigeno.

Durante l'ingresso dei batteri nei capelli della radice della pianta ospite, si crea un filo di infezione, (un tubo stretto come un'apertura nei capelli della radice) attraverso il quale l'azoto atmosferico entra nel nodulo. Nel nodulo, l'azoto subisce una riduzione per convertirsi in ammoniaca grazie all'attività dell'enzima nitrogenasi. Questo processo è chiamato fissazione dell'azoto. L'ammoniaca formata è tossica per le piante, quindi viene immediatamente convertita in aminoacidi, e questi aminoacidi vengono utilizzati nel processo di sintesi delle proteine. Così le piante leguminose sono la ricca fonte di proteine.