22. Радиация, характер ее действия на микроорганизмы, устойчивость микроорганизмов к ультрафиолетовым лучам и ионизирующему излучению; влияние гидростатического давления.

Микроорганизмы подвержены воздействию различных видов электромагнитных излучений. Эффект воздействия зависит от дозы облучения и длины волны. Инфракрасные лучи(700–1100 нм и более) оказывают тепловое воздействие на микроорганизмы и используются зелеными и пурпурными бактериями в процессе фотосинтеза. УФ-лучи(10–300 нм) могут оказывать на микроорганизмы как микробоцидное, так и мутагенное действие, что определяется видом микроорганизмов и дозой облучения. Наибольший летальный эффект УФ-лучей наблюдается при длине волны 260 нм, при которой отмечается максимум поглощения УФ-лучей молекулами ДНК. Летальное действие УФ-лучей объясняется в первую очередь изменениями структуры ДНК: разрывом водородных связей, расщеплением связей между дезоксирибозой и фосфатом, а также образованием сшивок между тиминовыми азотистыми основаниями, которые обусловливают нарушение процессов репликации и транскрипции. Гибель клеток от УФ-лучей наступает тогда, когда повреждение происходит быстрее, чем репарация ДНК. Ионизирующая радиация, под которой обычно подразумевают рентгеновское и гамма-излучение(с длиной волны менее10 нм), вызывает летальный для клетки эффект. В отличие от УФ-лучей, она действует на

биополимеры не прямо, а опосредованно, вызывая образование свободных радикалов и органических перекисей, которые реагируют с нуклеиновыми кислотами и белками, вызывая одно- и двунитевые разрывы цепей ДНК, изменения азотистых оснований, окисление сульфгидрильных

групп белков в дисульфидные и т. д. Ионизирующее излучение используется в качестве

стерилизующего фактора, в том числе для продления срока хранения некоторых продуктов(фруктов, овощей, морепродуктов). Высокие значения гидростатического давления приводят к разрушению клеточных структур, происходит денатурация белков, прекращается деление и клетки приобретают нитевидную форму. Однако существуют бактерии, которые живут на глубине7000 м и более, где давление достигает более1000 атмосфер. Из осадков на дне океанов выделяют бактерии двух групп: баротолерантные и пьезофильные (барофильные). Баротолерантные бактерии размножаются как при обычном, так и при давлении в несколько сот атмосфер.Пьезофильные при давлении в сотни атмосфер дают больший урожай биомассы, чем при атмосферном давлении. Пьезофильные бактерии – это обитатели глубоковод-ных впадин морей и океанов.

23. Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду: аэробы и анаэробы (облигатные и факультативные), аэротолерантные анаэробы и микроаэрофилы; значение рН среды для роста микроорганизмов.

Кислород широко распространен в природе, находясь как в в связном, так и в свободном состоянии. В первом случае он входит в состав воды, органических и неорганических соединений. Во втором – присутствует в виде молекулярного кислорода. Кислород является обязательным химическим компонентом любой клетки. По своему отношению к кислороду все микроорганизмы подразделяются на две большие группы: 1) облигаторные анаэробы – прокариоты, для роста которых необходим молекулярный кислород. Некоторые представители облигаторных аэробов не способны к росту при концентрации молекулярного кислорода, равной атмосферной, но могут расти, если содержание молекул.кислорода в окружающей среде будет значительно ниже и такие облигатно аэробные прокариоты называются микроаэрофилы. 2) Также известны прокариоты, для метаболизма которых молекулярный кислород не нужен, т.е. энергетические и конструктивные процессы у них происходят без участия молекулярного кислорода. Такие организмы получили название облигатных анаэробы. Такие облигатные анаэробы получают энергию в процессах анаэробного дыхания. Есть бактерии, которые выделены в отдельную группу и это молочнокислые бактерии, обладающие метаболизмом только анаэробного, растущие в присутствии кислорода и называют их аэротолерантные анаэробы. Описаны прокариотные организмы, которые могут расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях и называются факультативными анаэробы или факультативные аэробы. Их представителями являются энтеробактерии. В аэробных услоиях они получают энергию в процессе дыхания. В анаэробных условиях источником энергии для них служат процессы брожения или анаэробное дыхание. При низких значениях рН понижается растворимость углекислого газа– источника углерода для автотрофных бактерий, а растворимость таких катионов, как Cu2+, Mo2+, Mg2+, Al3+, возрастает и достигает токсичных уровней. Наоборот, при высоких значениях рН растворимость многих катионов, необходимых клетке(Fe2+, Ca2+, Mn2+), резко понижается, они выпадают в осадок и становятся недоступными для клеток микроорганизмов. Кроме того, в кислой среде разрушаются ДНК и АТФ, а в щелочной– РНК и фосфолипиды. В зависимости от отношения к кислотности среды бактерии могут быть разделены на несколько групп: 1) нейтрофилы – оптимальное значение рН для роста составляет 6–8, а рост возможен, как правило, в диапазоне от4 до9. 2) ацидофилы– оптимальная кислотность среды для роста ниже 4 единиц рН. 3) алкалофилы– оптимальные условия для развития находятся в пределах значений рН9,0–10,5, которые встречаются в щелочных почвах, в местах скопления экскрементов животных.