Биотехнология

топырақтың  биологиялық  белсенді  қабатына  органикалық  мате- 
риалдарды тасымалдай алады.
Басқа  зиянды  заттармен  салыстырғанда  көмірсутектермен 
ластану  көп  жагдайда  микрофлора  мен  микрофаунаға  және  ми- 
кробты биотаға эсер етеді. Микрофлора өзгерісті сезініп, коршаған 
ортаның қалпына келуіне жағдай жасайды, бірак бұл үрдіс үзакқа 
созылуы мүмкін.  Биоремедиацияның мақсаты -  оны жылдамдату.
3.4.2. Беттік белсенді заттар (ББЗ) биодеградациясы
Биодеградация -  ББЗ -ды су және топырақ табиғи орталары- 
нан жоюдың негізгі үрдісі.  Биодеградация үшін жеткілікті деңгейі 
бойынша барлық беттік белсенді заттар үш топқа бөлінеді. Бірінші 
топқа жеңіл тотығатындары жатады, немесе ББЗ -дың биологиялық 
жүмсақ аниондары: алкилсульфат жэне хлорсульфанол. Бүл заттар 
микроорганизмдермен  салыстырғанда  жеңіл  тотығады.  Тазар- 
ту  құрылғыларының  аэротенкінде  олар  80%  ыдырайды,  жазда 
топырақта бірнеше күннен  1  айға дейін, қыста 3-4 ай ішінде.
Екінші топка қиын тотығатын  немесе НП-1  жэне НП-3  суль- 
фанол  сияқты  биологиялык  қатты  ББЗ  жатады.  Үшінші  топты 
биодеградацияға аралык деңгейлі қолайлы заттар құрайды.
Ластанған  орталарда  ББЗ  болу  каупі  олардың  басқа  ласта­
ну  компоненттерінің  биохимиялық  ыдырау  процестерін  инги- 
бирлеуші  эсеріне  байланысты,  әсіресе  нитрификация  процесіне. 
Сондықтан  биологиялық  тазаланатын  ағын  суларда  ББЗ  болуы 
шектеледі немесе жоғарғы концентрациялы ББЗ бар ағынды бөлек 
өңдейді.
Қазіргі  таңда  биологиялык  қатты  ББЗ-ды  биологиялық 
жұмсак ББЗ -мен алмастырады.
Анионды  ББЗ  -ды топырақта трансформациялау жэне деток- 
сикациялау үрдісінде детергенттерге бейімделе алатын жэне олар­
ды көміртегінің жалғыз көзі ретінде қолдана алатын 
Pseudomonas 
жэне 
Bacillus
 туыстарының бактериялары маңызды рөл атқарады. 
ПАВ-тың  белсенді  деструкторлары,  сонымен  қатар, 
Xantomonas, 
Mycobacterium,  Nocardia,  Achromobacter
  туысының  бактерияла- 
рында да кездеседі.
Ионогенді  ББЗ  -ң  биототығуы  алкильді  тізбектің  соңғы  ме­
тил тобында басталады, сульфатты немесе сульфонаттыдан қашық
63

аниондыларда  топтан.  Бұдан  кейін  Р-тотығудың  нэтижесінде 
сызықшалы  шеткі  тізбек  ажырайды.  Бұл  кезде  жұп  санды  атомы 
бар ББЗ жұп емес санды көміртегі атомы бар жэне бұтақты тізбек- 
тіге қарағанда, алкильді тізбек пен сызықты бұгактанбаған тізбек- 
тер  жылдам  тотығады.  Көмірсутекті  тізбектің  ұзындығын  С,4-ке 
дейін  ұзаруымен  тотығу  жылдамдайды.  Тізбектің  С5  ұзындығы 
жеңіл тотығатын жэне тұракты қосылыстар арасын  бөлетін нүкте 
болып табылады.
ББЗ -дың биожетіктілігі алкильді тізбекте көміртектің төрттік 
атомы  болған  жағдайда  немесе  алкильді  тізбекке  көміртегінің 
төрттік  атомының  көмегімен  байланысқан  бензол  сақинасы 
қосылған жағдайда дереу төмен түседі:
Бноыдырау шегі
В-тотығу үрдісі көмірсутегінің төрттік атомы болған жағдайда 
қиынға  соғады.  Сондықтан  биохимиялық  тотығуға  көміртегінің 
төрттік  атомы  алкильді  тізбектің  соңында  орналасқан  алкилбен- 
золсульфонаттар  түрақты  болып  келеді.  Олардың  биохимиялық 
ыдырауы метильді топтарьшың карбон қышқылына дейін (о-тотығу 
үрдісінде  жүзеге  асады.  Мұнда  метильді  топтың  соңғы  бір  тобы 
немесе алкильді тізбектің ішіндегі бір метилен тобы тотығады.
Алкильді  тізбектердің  тотығуы  аяқталғаннан  кейін  бензол
сакинасының Р-тотығуғаұшырайтын Р-кетоадипинді кышқылының
түзшуімен,  ыдырауы  басталады.  Сақиналы  кұрылымдар  шеткі
тізбектердің толық деградациясынан кейін ғана бұзылады. С-S бай-
ланысы детергенттердің биологиялык ннерттілікті жоғарылататын 
өте берік байланыс.
Алкилсульфонаттар 
нитраттарды 
жэне 
нитридтерді 
электрондардың соңғы акцепторы ретінде колданғанда аноксиген- 
ДІ жағдайда да ыдырай алады. Үрдісті 
Pseudomonas, Flavobacterium 
туысының жэне т.б. динитрификаторлары жүзеге асырады.
СН3 
СН, 
СН3
О
СН3 - СН2 - CJ
СН3 
СН
64

Ионогенсіз  ББЗ-дың  биохимиялық  ыдырауы,  сонымен 
қатар,  алкильді  тізбектің  терминалды  метил  тобының  карбоксил 
тұнбасына дейін тотығуы кезінде де, ол тізбек ұзындығы  10-12 ок- 
сиэтилен  тобынан  аспаған жағдайда кезекті  (3-тотығуы  мен  поли- 
этиленгликоль тізбегінің гидролизімен жүреді.  Біріншілік тізбекті 
оксиэтилаттар тотығу нәтижесінде тез жэне толығымен минералда- 
нады. Бұтақтанған тізбектердің, гомологтар мен изомерлердің бо- 
луы биохимиялық тотьнуын тежейді. Мысал -  алкилфенолдардың 
оксиэтил аттары:
Табиғи жағдайда ББЗ-ң ыдырау жылдамдығы ластану деңгейі 
мен  ластаушы  затқа,  pH,  температураға,  микробиоценоздың 
ерекшелігіне  байланысты,  ал  топырақта  -   топырақ  типі  мен 
ылғалдылығына,  топырақ  органикалық  заттарының  кұрамына, 
механикалық құрылысына байланысты.  Топырақгағы ББЗ-ң биоы- 
дырауын жүзеге асыратын микроорганизмдердің дамуына олардың 
сорбциялық  қасиеті  аса  маңызды  рөл  атқарады.  Көп  мөлшерде 
сазды  минералдар  жэне  ББЗ-ң  органикалық  заттары  бар  ауыр 
топырақтарда жеңіл кұмды топырақпен салыстырғанда аз болады.
3.4.3.  Полициклды  ароматтық  көмірсутектсрдін  (ПАК) 
ыдырауы
Молекулада  конденсирленген  ароматты  ядролары  мен 
logKom 
магынасы  неғұрлым  көп  болса,  соғұрлым  ПАК  биодеградацияға 
тұрақты  болады. 
2-3 
ароматты  сакинасы  бар  полициклды  аромат­
ты көмірсутектер: нафталин, фенантрен, антрацендер аса улы емес 
жэне микроорганизмдердің эсеріне көп ұшырайды.
HOCHjCOOH
65
I

.ірақта ПАК көптеген организмдер үшін қол жет 
ар 
Pseudomonas, Flavobacterium,  Mycobacterium, 
туысының  бактерияларының  және  саңырауқұлақтардың
Тотығу процесінде ПАК
түрлерімен
кезекті дигидрототыққан сақинасы ыдьфайды. Сақиналардың ажы- 
рауы диоксигеназалармен катализденеді. Кезекті ыдырау ароматты 
сақинаның жабылуымен жүзеге асады. Мысалы, нафталиннің аро­
матты  сақиналары  көбіне  1,2-дигидроксинафталин  мен  салицил 
қышқылымен ыдырайды:
Нафталин
Н
ОН
транс- Нафталин-  1,2-дигидро-
ОН
ОН
1.2- Дигңцроксииафталин
ОН
Пирокатехин
ОН
С ООН
Салициловая
кислота
ОН
СООН
о- Кумарин овал 
кислота
Кейбір  бактериялар  нафталинді  микроб  клеткаларына 
нафтохинонмен тотықтырады.
Метилнафталиндердің  ыдырауы  нафталиннің тотыға  ыд 
[а аналогты болып келеді.
Антрацен  2-гидрокси-З-нафтолды  қышқыл  арқылы  тс
тырады:
он
он
А нтрацен
1.2- Дигидроксиантрацен
О Н
ОН
ОН
СООН
2 ,3 -  Дигидр оке и нафталин
2-Г идрокси-  3-н афтой нал кислота
66

Фенантрен  1 -гидрокси-2-нафтол  қышқылымен  кезекті  сали- 
цилат және катехолға айналумен деградацияланады:
л  
он
НО.
Фе нантрен
ОН
1,2- Дигидроксинафталин 
1-Гидрокси-2-нафтойнаякислота
Фенантреннің  деградациясында  кейбір  микроорганизмдер 
2-гидрокси-1-нафтол қышқылын жинақтайды.
Кейбір ПАК -ң анаэробты биодеградациясы мүмкін, бірақ өте 
төмен жылдамдықта.
ПАК-ң биодеградацияға қабілеті көбіне микроорганизмдерде 
деградация  плазмидасының  болуымен  байқалады.  Нафталин дег- 
радациялайтын  плазмидтері  олармен  кодталатын  ферменттердің 
шикізат арнайылылығы кең болуының арқасында фенантрен био- 
деградациясына да қатысады.
Бактериалды  клеткадагы  ПАК-ң  катаболитикалық 
(раһ)
  ген­
дер!  плазмидаларда  (мысалы,  NAH7)  гана  емес,  сонымен  қатар 
хромасомаларда да болады. Фенантрен мен нафталин утилиздеуші 
Pseudomonas putida
 OUS82-fle нафталиннің фенолга (кластер pah) 
тотығу гендерінің барлыгы хромасомада орналасқан.
Қазіргі  таңда  антрахинон  мен  фенантренді  гана  емес  жэне 
көп  мөлшердегі  конденсацияланган  ароматты  ядросы  бар  ПАК 
-ды:  флуорен,  хризен,  пирен, т.б.  ыдыратуга қабілетті  микроорга­
низмдер (негізінен псевдомонадага жататындар) бөлініп алынган.
67
3,4-  Дигидроксифенантрен
1   ОН
соон
I

о н
н 3о
с о о н
ги д р а т а а а
(р аЬ Б )
ал ь д  о л ю  а
ОН
N A D * 
N A D H  
Н*
О Н О  
На О
ОН
С О О Н
ОН
СООН
М и н и р а л и з а ц и я
наф талина
СНз 
0
  =
 
0 
с о о н
д еги д р о ген аза
(pahF)
О Н
М и н и р ал и эац  ня 
ф енантрена
Табиғи 
ортада 
ГІАК-ң 
трансформациясы 
көптеген 
факторларға  байланысты  жэне  түрлі  жылдамдықта,  абиотикалық 
жэне  микробиологиялық үрдістердің  тиімділігіне,  қайта  қалпына
68

келуі  мен  конъюгациясымен  сипатталады.  Канцерогенді  бенз(а) 
пиреннің  суда тарнсформациялануы  кезінде  оның гидроксилдері, 
5-метил  жэне  5-этилбенз(а)пирен,  сонымен  қатар  динафтокорен 
типті димерлері кездеседі. Судағы барлық ПАК-ң жалпы санының 
60-100% бенз(а)пирен болуы мүмкін, тұнба қалдықтарында оның 
бөлігі  19-42% аспайды.
Топырақтағы ПАК трансформациясының эффективтілігі оның 
қасиетіне, ластану жылына, ПАК концентрациясына, көміртегінің 
қосымша  көздеріне  (түптік  бөлініс  түрінде,  өсімдік  қалдықтары, 
компоста) жэне т.б. байланысты. Илмен жэне қатты қалдықгармен 
топыраққа  енген  ПАК-н  кұрамында  гидрофобты  поллютанттарға 
жоғарғы сорбциялық қасиетке не органикалык заттардың болуы қол 
жетерсіз болуы мүмкін. Бірақ көп жағдайларда микробиологиялық 
жэне абиотикалық байланысқан калдықтардың түзілу процестерін- 
де ПАК топырақ матрицасына енуі мүмкін.
ПАК-ң  жоғарғы  биожетіктілігінің  нәтижесінде  ароматты 
сақиналар  саны  төрттен  аз  болғанда,  соңғылары  суперканцеро- 
генді жэне мутагенді болғанымен ароматты сақиналар саны  5-тен 
жоғарғысымен салыстырғанда экотоксикалы болады.
Ыдыраумен байланысты емес элиминация үрдістері
Қоршаған ортадажүретін кейбір процесстер ксенобнотиктердің 
аймақтан элиминациясына негізделеді де, олардың ортада орнала- 
суын өзгертеді. Будың жоғары қысымы арқылы ластағыштар судан 
жэне топырактан оңай буланып, кейіннен ауа аркыл ы басқа аймаққа 
орын  ауыстырады.  Мұндай  құбылыстың  негізі  хлорорганикалық 
инсектицидтердің,  сол  сиякты  линдан  жэне  гексахлорбензолдың 
да таралуына негізделген.
Ауа  жэне  атмосфера  ағымы  аркылы  токсиканттардың  неме­
се  топырақ  бөлшектерінің  орын  ауыстыруы,  онда  заттар  адсор- 
бнрленген,  тағы  басты  жол  коршаған  ортада  поллютантардың 
орналасуы.  Осыған  мысал  ретінде  полициклды  ароматтық 
көмірсутектер  (бензопирендер,  дибензопирендер,  бензоатрацин- 
дер,  дибензоантрациндер  жэне  т.б.).  Бензопирен  жэне  оған  ұқсас 
косылыстар жасанды  (вулкандық) жэне антропогендік  шыгу тегі- 
не  (металлургиялық,  мұнай  өндейтін  өнеркәсіп,  жылуэнергетика 
ұйымдарынын  калдыктары)  байланысты  биосфералық  заттардың 
айналымыиа  бір  ортадан  екінші  ортаға  ауыса  отырып.  белсен- 
ді  қатысады.  Онымен  коса,  олар  атмосфералык  шац  -  тозаңның
69

қатты бөлшектерімен байланысты. ¥сақ дисперсті шаң (1-10 мкм) 
ауада ұзақ сақталады, ал ірі шаң бөлшектері топырақта жэне ауада 
тез тұнбаланады. Вулкан көтерілген кезде күлдің құрамында осын- 
дай заттардың саны өте көп.  Осыдан қалдык неғұрлым көп болса, 
соғұрлым  поллютанттардың тұңбалану  ара  қашықтығы  терең бо- 
лады. 
.  ШЙЙ
Суда  заттардың  сорбциялануы,  тұнбалануы  олардың  су- 
дан  элиминацнясына  әкеп  соғады.  Тұнбалану  ластағыштардың 
биомүмкіншілік  төмендетеді.  Сулы  ерігіш  заттардың  орналасуы 
жаңбьфлар  жэне  лас  су  арқылы  жүреді.  Мысалы,  атразин  герби­
цид! АҚШ-та ауыл жэне саябақ шаруашылығындағы өсімдіктерді 
қорғау  үшін  қолданады,  онымен  қоса  ол  су  бетінде  кездеседі. 
Зерттеулер  бойынша  АҚШ  суқоймаларында  бұл  пестицидтің 
көрсеткіші  92%.  Бүл  зат  тұрақты  болғандықтан  суда  тез  ериді,
сондықтан ол лас суға ауысады да, сол жақта жиналады.
3.5. Металдардыц трансформациясы
3.5.1. 
Микробалдырлар  клеткасымен  ауыр  металдар 
иондарыныц  биоаккумуляциясы  және  олардыц  ауыр  метал­
дардыц улы әсеріне түрақтылық механизмдері
Микробалдырлар  ауыр  металдарға  жэне  радиоактивті  эле- 
менттерге  қатысты  жоғарғы  аккумулятивті  қасиетке  ие.  Олар­
ды  өнеркәсіптік  кэсіпорындар  тоған  суларында  өсіру  Cd,  Си, 
Fe,  Zn,  Hd,  Pb,  U  жэне  т.б.  иондарынан  тоғандардың  тазалануын 
камтамасыз етеді. Одан басқа, олар автотрофты организмдер секіл- 
ді  фотосинтез  кезінде суды  оттегімен  байыта отыра,  органикалық 
қосылыстардың  минерализациялану  және  тотығу  процестерін 
жылдамдатады.  Көптеген  балдырлар  тек  минералды  заттармен 
гана  емес,  сондай  -   ак  тоғандардағы  карапайым  органикалық 
қосьшыстармен  қоректенуте  қабілетті.  Олар  осылайша  аммоний, 
фосфат жэне т.б. биогенді элементтер иондарын белсенді сіңіреді.
Жасыл  балдырлар  қошқыл  немесе  кызыл  балдырларга 
Караганда  аса  эффективті  биоаккумуляторлар. 
Chlorella sp.,
  жэне 
Selenastrum  sp.,
  еріген  Cu,  Pb,  Cr  67  -   98%  болса,  трансгенді 
Chlamydomonas reinhardtii -
 90% дейін сіңіреді.
Көпшілік  ауыр  металдар  аккумуляциялы  ортада  кездесуіне 
байланысты түзіледі. Бірак Си, Pb, Cd секілді металдар жасьш жэне
70

диатомды  балдырлары  бар  қоймада  аз  мөлшерде  жинақталады. 
Теңіз  фитопланктонының  табиғи  қауымдастығының  ортада  эк- 
вимолярлы  кұрамы  болған  кезде  металдарды  жинақтайды, 
Scenedesmus sp\ Selenastrum sp., Chlorellasp. жасыл микробалдыр- 
лары,
 — Ag > Си > Cd > Zn. 
Chlorella sp.
 тізбегінде Си, Pb, Cr тұздар 
ерітінділерінде Cr20 72 -  түрінде сіңіреді.
Ауыр  металдар  микробалдырлардың  жэне  цианобактерия- 
лардың тіршілігіне улы эсерінің дэрежесіне байланысты мынадай 
кезекте орналастыруға болады:: Sb > Ag > Си > Hg > Со > Ni > Pb > 
Сг > V > Cd > Zn > Fe. Кейбір жеңіл металдар да улы эсер көрсетуі 
мүмкін. Мысалы, еріген күйдегі А1 
Scenedesmus obliguis
 үшін улы 
эсер береді.
Сынап 
қосылыстарының 
жоғарғы 
концентрациялары 
фитопланктонға  ингибирлеуші  эсер  беретіні  байқалады.  Фито- 
планктонды организмдер не бір ауыр металдардың улы әсерлеріне 
қарсы тұру қабілетіне ие.
Тұрақтылық ұғымдарына кіреді:
1.  Баска  да  организмдер  үшін  өліммен  аяқталатын  металл 
концентрацияларында кейбір түрлердің немесе штаммдардың тірі 
қалу қабілеттілігі.
2.  Олардың өсуін алдына ала тежеген немесе өлімге әкелген 
токсикант концентрациясына бейімделушілігі.
Микробалдырлардың белгілі бір ауыр металдардың концент­
рация аралығында өсуі мен дамуы генетикалық ерекшеліктерімен 
сипатталады.  Мысалы, 
Scenedesmus sp.
  жэне 
Chlorella sp.
  жасыл 
микробалдырларының лабораториялық дақылдары диатомды бал- 
дыр дақылы 
Flagillaria crotonensis
 Караганда Cr-ға төзімдірек.  Ко­
бальт пен кадмидің 0,1  мг/л концентрациясынан жогары кезде жа­
сыл микробалдырлар 
Scenedesmus obliguis
 жэне 
Chlorella vulgaris 
жасыл  микробалдырлары 
Nostok  linskia,  Gloeotahence  rupestis 
Караганда тұрақсыздау.  Авторлар бұны цианобактериялардың фи- 
логенездік тарихымен түсіндіреді.
Микробалдырлардың  алуан  түрлілігі  экологиялық  жүйе  су 
коймаларынан металдарга төзімді түрлерді таңдап алуга мүмкіндік 
береді.  Микробалдырлардың  ауыр  металдарга  тұрактылыгы 
лабораториялық  тәжірибелердегі 
жэне  табиги 
жагдайдагы 
айырмашылықтары  байқапады,  бірінші  жағдай  ластанудың
71
I

қысқа  мерзімділігшен  ал  тоғандардағысы  ұзак  мерзімді  ластану 
дэрежесімен түсіндіріледі.
Клетка  компоненттерінің  барлық  түрлері  индуцирленген 
ауыр  металдарға  сезімтал,  металл  концентрациясы  жоғарылаған 
сайын  корғанышты  қажет  ететін  компоненттер  саны  соғұрлым 
көбірек  болады.  Ауыр  металдардың  әсеріне  тұрақтылық  бір 
уақытта  эсер  ететін  жэне  өзара  толықтыратын  механизмдер  -  
ауыр  металдар  аккумуляциясының  азаюы,  металдар  үшін  клет­
ка  өткізгіштігінің  төмендеуі,  металдарды  клеткадан  бөліп  алуы 
жэне  металдарды  ортада  жэне  клетка  ішінде,  сыртында  детокси- 
кациясы  арқылы  анықталады.  Әрбір  түр  үшін  ауыр  металдардың 
организмге  түскеннен  кейінгі  шегі  болады,  шамадан  артқан  ке- 
зде  физиологиялық  процестері,  клеткадағы  металдар  қүрамын 
түрақтандыратын  механизмдердің  қызметін  бүзады.  Ары  қарай 
олардың  реттелмейтін  мөлшерде  түсуі  клетканың  тіршілігін  жо- 
юына алып келеді.
Организм  биологиялық  маңызды  металдарға  азды-кем 
түрақты,  яғни  енген  металдарды  іріктеп  отыратын  арнайы 
молекулалық  механизмдер  бар  екендігі  анық.  Басқа  металдарға 
қарсы мұндай механизм жоқ.
Сыртқы  орта  факторларына  байланысты  емес  клеткалардың 
ауыр 
металдарға  тұрактылык 
механизмдерін 
екіге 
бөліп 
карастыруға  болады:  клеткадан  тыс,  металдың  клеткаға  ескер- 
тіп  енуі  жэне  клетка  ішілік,  олар  металл  иондары  енуі  мен  олар­
ды  иммобилизация  мен  залалсыздандыруға  әкелетін  клетка 
метаболизмінің өзгерісіне негізделген.
Клеткадан тыс түрақтылық механизмдері.
Микробалдырлар 
мен 
цианобактериялардың 
клетка­
дан  тыс  тұрақтылық  механизмдері  шырыштарды  желімдей- 
тін 
қабырғаларының 
жоғары 
катиондық 
сиымдылыгымен 
анықталады:  токсикалық  иондар  клеткаға  енбей  жатып  иммоби- 
лизденеді.  Ауыр  металдарға  түрақтылық  клетка  қабырғасының 
қалыңдығына  байланысты  эртүрлі  болады.  Мүндай  қүбылыс 
Chlorella sp.,
 дақылының клетка қабығы толық дамымаған мутант- 
ты  формаларының жабайы түрлермен  салытырғанда Zn,  Си, 
Pb 
и 
Cd жоғары сезімталдығы байқалады.
Клетка 
қабығының 
анағүрлым 
көлемімен 
жэне 
гликозоаминогликанның гелді түзіліске айналуы клетка қабығының
72

тосқауылды функциясының қызметіне байланысты.  Сыртқы қабат
қорғаныс  мүмкіншіліктерін  одан  саиын  ісүшеитетін,  кальции 
жэне  кремниймен  байытылған  болуы  мүмкін.  Кәрі  клеткалардың 
сыртқы құрылымы жас клеткалардың сыртқы құрл ысына қарағанда 
дамыған.  Co, Ni,  Zn иондарымен 
Spirulina maxima
 — ның жэне  Se 
иондарымен -  
Chlorella sp.
  клетка қабатының жиынтықты  байла- 
нысы  20-30  %  бағаланады,  байланыста  полисахаридті  компонент 
маңызды қызмет атқарады.
Цианобактериялар  мен  басқа да Грам теріс  бактрияларының 
сыртқы  мембранасының  тосқауылды  функциясы 
Ps.aeroginosa 
бактериясында  көрсетілген  сыртқы  жэне  цитоплазмалық  мем- 
браналарды  органикалық  ерітінділермен  өңдеуден  кейін  Cd,  Zn, 
жэне  Со  клеткада  жинақтау  дэрежесі  арта  түседі.  Синтездеуші 
экзополисахаридтер  функциясы  оптималды  жэне  оптималды 
емес  жағдайларда  өзгешеленеді  деген  жорамалдар  бар.  Экзопо­
лисахаридтер 
Acinetobacter  sp.,
  субстратқа  бекіту  жэне  Cu,  Pb, 
Cr  иондарынан  қорғау  мақсатында  қолданылады. 
N.  Muscorum 
Cd мен  бірге өсіру кезінде экзополисахаридтер  саны,  кинетикасы 
өседі,  ал  концентрациясы  ортадағы  Cd  мөлшеріне  байланысты. 
Ауыр металдардың қатысьшда органикалық заттардың синтезінің 
жоғарлауы цианобактериялардың көптеген түрлерінен  байқалған. 
Олардан  болінетін  биофлоккулянттар  молекулалық  массасы 
200 кДа жоғары болатын, до 2,2% -  дейгалактурон мен  1,86% гли- 
курон  кышқыддарынан  тұратын  полианионды  қосылыс  түрінде 
болады.
Микробалдырлардың  клеткаларында  металдардың  ерітін- 
ділерден  түсуі  мен  шығарылу  процестері  бір  уақытта  жүзеге 
асады.  Ауыр  металдарға  микробалдырлардың  тұрактылығының 
қалыптасуы  осы  процесстердің  арасында  динамикальщ  те­
пе  -   теңдіктің  қалыптасуымен  түсіндіріледі.  Ауыр  металдарға 
тұрақтыл ык pH төменгі көрсеткішіне тұрақтылық механизмдерімен
сәикес келеді, жэне мынадаи ортақ ерекшеліктермен түсіндфіледі: 
АТФазаның  гипербелсенділігімен,  мембрандық  потенциалдың 
өзгерісімен жэне мембрананың өткізгіштігімен. 
Sc. obliguans
 клет- 
касымен  Cd  белсенді  сіңіруі  0,01-3,0  мг/л  концентрация  диапазо- 
нында  байқалады,  ары  карай  жалғасуы  метаболитикалық  стресс 
нәтижесінде аккумуляцияның төмендеуіне алып келеді. Диатомды 
балдьф 
Thalassiosira pseudonana
  клеткасынан  Cd  ионын  шығару
73

жүйесі  Cd  клеткада  артық  мөлшерде  жинақталуына  эсер  береді 
жэне токсикалық көлемде жинақталуына қарсы механизмдері іске 
қосылады.  Си ортада болуына 
Dunaliella viridis
 и 
Chlamydomonas 
bullosa
  дақылдарында  тікелей  тәуелділіктің  болмауы  олардың 
ерекше механизмдерінің қызметімен түсіндіріледі.
Клетка ішілік тұрақтылық механизмдері.
Ауыр металлдарға эндогенді тұрақтылық клетка ішілік қайта 
құрулар  мен  метаболизмнің  өзгерістрімен  қамтамасыз  етіледі. 
Мұнда  металдардың  токсикалық  әсерлерін  бейтараптайтын  ме- 
ханизмдерді  жатқызуға  болады:  ДНҚ  репарациясы,  зақымданған 
белоктар протеолизін, липидтердің тотығуын.
Құрылым  мен  зат  алмасуды  сүйемелдеу  жэне  клеткадағы 
улы  заттарды  шығару  мақсатында  алмасу  үрдістерін  жылдамда- 
ту  АҮФ  түзілуін  жоғарылауымен  жүреді.  Детоксикация  процес- 
стерімен  фотосинтездің  белсендендірілу  жэне  алғашқы  уақытга 
Chi.  vulgaris, N. muscorum
 и 
D. Salina
 клеткаларына Cu, Fe, Ag, Au 
металдарының тыныс алу әсерлері байланысты.
Ауыр  металдардың  токсикалық  эсері  тэулік  бойы  микро- 
балдырларды  жарықтандыру  кезінде  немесе  энергетикалык 
субстратгың 
жэне 
клетка 
ішілік 
резервтардың 
болған 
жағдайларында 
төмендейді. 
Ортаның 
аз 
мөлшеріндегі 
физиологиялык  жас  клетка  ең  төменгі  дэрежеде  тұрақтылық 
көретеді.  Токсикалык  әсердің  төмендеуінің  Hg 
Chlorococcum 
infusorium
  жэне 
Ankistrodesmus  falcatus
  үшін  глюкоза  немесе 
глутамат  қатысында,  Со 
Sc.  Armatus
  жэне 
Synechocystis  aquatilis 
үшін  аспарагин,  глутамин  мен  поликарбон  кышқылы  қатысымен 
түсіндіріледі,  ягни  бұл  субстраттар  С  органикалық  көзі  энергия 
ретінде  қызмет  атқарады.  Глюкоза  Hg  улы  әсерін  глутаматпен 
салыстырғанда үлкен дэрежеде төмендетеді.
Ауыр  металдар  иондардың  гипераккумуляциясын  жэне 
олардың 
клетка 
ішінде 
қалыпқа 
келуін 
физиологиялык 
бейімделушіліктің механизмі  ретінде қарастыруга болады.  Ni, Pt, 
Pb,  Си,  Со,  Be,  Sn,  Hg,  Sb  әртүрлі  топ  фототрофты 
микроорганиздерінің  гипераккумуляциясы  биополимерлер  (ли- 
гандалар)  немесе  металлооксидоредуктазалар  (гидрогенаалар) 
көмегімен  жүзеге  асады.  Си,  Fe, Ag, Аи  сіңіру  клетка  қабыгынан 
айырылған 
Dunaliella salina
 цитоплазмасында Cd болса 
Chi. vulgaris

жүктеу/скачать 17,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: