ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Токсическое действие металлов на микроорганизмы из "Научные основы экобиотехнологии" Характер воздействия металлов и радионуклидов на биоту определяется устойчивостью живых организмов к токсическому действию их. [c.477] В малых концентрациях большинство металлов стимулируют рост микроорганизмов, так как являются необходимыми элементами, входящими в состав ряда ферментов. [c.477] Один из механизмов токсического действия тяжелых металов обусловлен тем, что они легко взаимодействуют с различными электронодонорными группами органических соединений, образуя комплексы с гидроксильными, карбоксильными и аминогруппами, ковалентные связи с сульфгидрильны-ми группами. Например, ртуть имеет высокое сродство к сере, в частности, к 8-Н группам белков. Проникая в клетку, ртуть связывается с белками. Ингибирование тяжелыми металлами активности металлоферментов может быть обусловлено и замещением катиона в их активном центре. [c.477] Тяжелые металлы могут играть роль антиметаболитов, образовывать стабильные соединения с метаболитами, инактивируя их, или ускоряя процессы их катаболизма. Например, ион по химическим свойствам подобен иону В результате моновалентного катионного транспорта поступает в клетки, замещает внутриклеточный что приводит к нарушению биологических процессов, в которых участвует К . [c.477] Общий эффект действия тяжелых металлов - ингибирование синтеза белка и РНК или нарушение координации этих процессов. [c.478] Тяжелые металлы могут оказывать мутагенное действие. Под воздействием высоких концентраций в клетках Е.соИ наблюдалось образование однонитевых разрывов ДНК. [c.478] Трансурановые элементы и радионуклиды могут оказывать химическое и радиационное влияние на микрооргаь змы. Механизм химической токсичности тот же, что и у других тяжелых металлов. Радиационное же влияние обусловлено повышенной способностью макромолекул клетки к радиационным повреждениям. Так токсичное действие и Ри на почвенные грибы в большей мере связано с излучением, а не с химическими эффектами. [c.478] Токсичность тяжелых металлов зависит от состава среды и их формы. В одних и тех же молярных концентрациях недиссоциированные соли и металлы, входящие в состав комплексов, менее токсичны, чем свободные ионы. На степень токсичности соединений тяжелых металлов, мышьяка и сурьмы влияет температура, растворенный кислород, pH, ЕЬ, жесткость и щелочность воды, конкурирующие катионы или анионы, независимо от того, токсичны они или нет. Чувствительность к металлам снижается с увеличением pH и жесткости воды, а таюке с падением парциального давления кислорода. [c.478] Токсичные концентрации металлов в почве в 100-200 раз превышают дозы, при которых полностью подавляется развитие микроорганизмов в водных средах. Это определяется защитными свойствами почвы, где адсорбция и хелатирование металлов различными компонентами интенсивнее, чем в воде. Максимальные защитные функции по отношению к тяжелым металлам у черноземов, а минимальные - у подзолистой почвы. [c.478] Наиболее чувствительны к воздействию металлов-цианобактерии, наиболее устойчивы тионовые бактерии. Зоопланктон водоемов чувствительнее к действию радиации, чем фитопланктон и цианобактерии. [c.479] Устойчивость микроорганизмов к тяжелым металлам зависит от содержания их в естественной среде обитания. Микроорганизмы, выделенные из источников, обогащенных тяжелыми металлами, как правило, лучше адаптированы, более устойчивы к их высоким концентрациям, больше накапливают металлов в клетках. [c.479] Адаптированные к тяжелым металлам микроорганизмы способны развиваться при концентрации Си до 55 г/л, Zr до 120 г/л, А до 5 г/л. [c.479] Аналогичные адаптационные возможности наблюдаются и по отношению к действию радиации. Микроорганизмы, выделенные из вод с избыточным уровнем естественной радиации, обладают более высокой резистентностью к ней по сравнению с микроорганизмами, изолированными из нерадиоактивных источников. [c.479] Устойчивость к тяжелым металлам может быть конститутивным или индуцируемым признаком. У некоторых бактерий обнаруживаются высокоспецифические конститутивные механизмы устойчивости к солям тяжелых металлов. Гены, определяющие механизмы устойчивости, находятся иногда в хромосоме, но чаще в плазмидах, в 70% случаев они сцеплены с генами устойчивости к антибиотикам. [c.479] Детоксификация соединений мышьяка происходит в результате окисления в клетках микроорганизмов арсенитов в арсенаты. Поскольку значительно токсичнее, чем As то окисление бактериями As - As приводит к детоксификации мышьяка. При окислении As As кислород участвует как акцептор электронов. [c.480] Во внутриклеточной детоксификации таких ионов, как s , важная роль может принадлежать вакуолям микроорганизмов. [c.480] Устойчивость к металлам может обеспечиваться уменьшением их поступления в микробные клетки в результате использования таких механизмов, как ограничение транспорта металлов в клетку, активный транспорт токсичных металлов из клетки, комплексообразование с металлами, кристаллизация внеклеточного металла, осаждение или связывание его с секретируемыми протеинами. [c.480] У устойчивых микроорганизмов возможен клеточный барьер, препятствующий проникновению ионов металла в клетку. Так, мутантный штамм Ba illus subtilis, устойчивый к d , в стационарной фазе роста поглощает кадмия в 10 раз меньше, чем чувствительный родительский штамм. [c.480] Вернуться к основной статье