Биотехнология

жэне 
Arthrobacter
  клеткасында  жинақталады.  Ал 
Chlamydomonas 
reinhardtii
 50% дейін Hg, Cu, Cd, Pb, Zn, жэне Ni сіңіреді.
Сыртқы 
орта 
факторларыныц 
клетканың 
ауыр 
металдарға тұрақтылығына әсері
Демек  микробалдыр  немесе  цианобактерия  клеткасын­
да  жинақталған  улы  заттардың  эсері  абиотикалық  факторлар 
мен  қатар  клеткалардың  өзіндік  жай  — күйіне  де  байланысты. 
Фитопланктонның  табиғи  популяциясын  өсімдіктің  жоғарғы  ин- 
гибирленуі хромның концентрациясын арттырғанда, судың темпе- 
ратурасы  мен  жарық  мөлшерін  төмендеткенде  байқалады.  Ауыр 
металдарға төзімділікке температураның әсері толыққанды жарық 
мөлшернің төмендеуімен түсіндіріледі. 
Phormidium sp.
  цианобак- 
териясы үшін тұзды орта кадмидің токсиклық эсерін төмендетеді.
Клетка  жағдайының  ауыр  металлдарға  тұрақтылығына 
әсері
Лаг  -   фазаның  басында  көптеген  түрлер  ауыр  металдарға 
максималды сезімтал келеді,  соңында минимальды.  Стационарлы 
фазада  тұрақтылықтың  жоғарлауы  суспензияның  тығыздығының 
артуымен 
жэне 
металдарды 
байланыстыруға 
қабілетті 
экзометаболиттердің ортада жоғарлауымен түсіндіріледі.
Микробалдырлардан 
немесе 
цианобактериялар 
мен 
бактериялық  компонентген  кұралған  лабораториялық  жэне 
табиғи  қауымдастықтардағы  автотрофты  компонент  болып  са- 
налатын  цианобактерия  бактериялардың  өсуін  жэне  иондардың, 
металл  ерітінділерін  клетка  маңында  жиналуьш  қамтамасыз 
ететін  органикалык  субстраттар  бөледі.  Ал  бактериялар  өз  кезе- 
гінде тотығу мен қалпына келу үрдістеріне септігін тигізеді  жэне 
микробтық пленкамен байланысқан металл иондарын тұндырады. 
Бұндай  қауымдастықтар  Pb,  Cd,  Zn,  Co,  Cr,  Fe,  Mn,  Se  жэне  As 
жоғарғы концентрацияларында тірі калуга қабілетті.
Nostok  muskorum
  Cd2+  до  ІО^М  концентрациясында  түрі 
қатуы  олардың  қабыгында  бактериялық  серіктестігінің  болуына 
байланысты.  Микробалдырлардың  ауыр  металдарға  төзімділігі 
бактериялардың  олардың  химиялық  ерекшеліктеріне  эсер  етуіне 
байланысты:  pH  ортаға  байланысты 
Pseudomonas  dimimuta
  жэне 
Ps.  vesicularis
  дақылдары 
Sc.  bicellularis
  жэне 
Chlorella sp.
  өсуін 
стимульдейді.
75
i

Қорытындылай келе,  нақты орталардағы ауыр металлдардың 
ерекшеліктері  күрделі  жэне  аз  зерттелінген  деп  айтуға  болады. 
Сонымен  бірге  тірі  табиғатта  олардың  жннақталуы  бүкіл  әлем 
бойынша  үлкен  уайым  тудырады.  Сондықтан  атмосфераға,  су 
тоғандарына,  егістік  алқаптарына  ауыр  металлдардың  түсуін 
тоқтату жэне қатаң бақылауға алынуы қажет. Барлық ауыр металдар 
көздері  тоган  суларды  тазарту  жүйелерінің  кәсіпорындарындары 
ұйымының  көмегімен  жойыла  алады.  Барлық  әдістердің  ішінде 
(механикалық,  фнзнкалық  жэне  т.б  )  ең  тиімдісі  ол  биологиялық 
эдіс.  Алайда,  қазіргі  таңға  дейін  барлық  биологиялық  эдістер 
тек  бактериялық  тазарту  негізінде  жүзеге  асқан,  қазіргі  уақытта 
балдырлар  мен  жоғары  сатыдағы  су  өсімдіктері  де  бүл  үрдісте 
маңызды рол атқарады.
Қоршаған  орта  обьектілерін  ауырметалл  тазарту  мәселесін 
шешудегі  негізгі  бағыттардың  бірі  ластаушы  иондарға  төзімді 
организмдерді  пайдалану  болып  табылады,  соның  ішіңде,  жасыл 
микробалдырлар өкілі 
Chlamydomonas
 зерттеушілердің ерекше на- 
зарына ие болып отыр.
3.5.2. Металдардың микробиологиялық трансформациясы
Ғ аламдық 
экологиялық 
жүйеде 
жэне 
биосферада 
микроорганизмдердің алатын орны ерекше. Микроорганнзмдердің 
бногеохимнялық қасиеттері күкіртті, сульфидті, темір рудаларымен 
жэне ізбес,  көмір,  мұнай,  шымтезек,  басқа да каустобиолиттердің 
пайда  болуымен  байланысты.  Микробтық  популяциялар  ауыр, 
ауыстырмалы  металдарды  өздеріне  сіңіріп  алу,  жинау,  трансфор- 
мациялау  барысында  металдардың  қоршаған  ортада  жиналуына 
алып  келеді.  Микроорганизмдер  периодтық  Менделеевтің  кес- 
тесіндегі 60 элементтерді сіңіре алады.
Микроорганизмдердің 
металдармен 
өзара 
байланысы 
қоршаған  ортадағы  жағдайларға,  металдың  жеке  касиеттеріне, 
металдың  сорбциялық,  миграциялық  қасиеттеріне  байланысты. 
Мысалы,  топырақтағы  микроорганизмдердің  тіршілік  ету  кезін- 
де  pH  көрсеткішінің  өзгеруі  барысында  элементтің  миграциялық 
қабілеттілігі  жоғарылайды.  Сульфатредукцияға  қабілетті  микро­
организмдер  сульфидті  иондар  мен  ауыр  металдардың  пайда  бо- 
луына  алып  келеді.  Микроорганизмдердің  металдарды  сілтілен-
76

ДФУ  қабілеттілігін  ағынды  суларды  микробиологиялық  тазарту 
үшін қолданады.
Табиғи  ортада  металдарды  концентрлеу  барысындағы 
микроорганизмдердіц рөлі
Металдарды микробиологиялықтрансформациялау көбіне би- 
огенді заттарға қосатын органикалық қосылыстардың минералда- 
ну нәтижесі болып табылады. Топырақтағы микроорганизмдердің 
көмегімен  минералдану  барысында  өсімдіктерге  қажетті  макро- 
жэне  микро  элементтер  көбейеді.  Органикалық  қосылыстар  мен 
металдар өзара ажыраған кезде металлдар ионы ерімеген тұз жэне 
гидрооксидтер түрінде тұнбаға түседі.
Тірі  организмдер  құрамында  металдар  ферменттердің 
белсенділігі  жэне  организмнің  қажетті  физиологиялык  және 
биохимиялық  қызметтерін  арттырады.  Металдардың  микробтық 
трансформациясы 
белгілі 
бір 
микроорганизмдерге 
және 
энергияны 
қабылдауына 
байланысты. 
Экожүйеде 
энергия 
көздерінің  бірі тотыгу  процесі  болып табылады.  Бейорганикалық 
қосылыстар  күкірттер  мен  нитриттер  жэне  эртүрлі  металдар 
сульфидтері хемолитоавтотрофтар көмегімен тотыгады. Металдар 
сульфидтерінің тотыгуы олардың сілтілену процесіне алып келеді.
Табигатта  көп  кездесетін  марганец  пен  темірдің  микробтық 
тотыгуы  болып  табылады.  Микробтық  клеткалардың  үстіндегі 
оксидтер  мен  гидрооксидтердің  қалып  қалуы  су  жүйесіндегі 
трубалардың  бітеліп  қалуының  бірден  бір  себепкері  болып 
табылады.  Темір  металы  Ғе(ОН)3  пайда  болуымен  тотығады. 
Бұл  процесті темір  бактерияларының жіпшелі  жэне  бір  клеткалы 
пішінді микроорганизмдер атқарады. Жіпшелі темір бактериялары 
PLeptotrix
  жэне 
L.  осһгасеа
  темір  рудаларының  пайда  болуына 
маңызды  рөл  атқарады.  Олар  орманды  өзенді  жага  жайларда,  су 
қоймаларда, темір тұздарына бай  сукоймаларда көптеп  кездеседі. 
Жіпшелі  бактериялардың көптеп жиналуын темірге бай  жер асты 
топырақ  су  қоймаларда  байқауға  болады.  Автотрофты  аэробты
жіпшелі  оактериялар  темір  гидрооксидінде  жиналган  тұздардың 
тотығуы арқылы энергия жинайды:
4 ҒеС03 + 6 Н20  + 0 2-> 4 Ғе(ОН)3 + 4С 02
Екі  валентті  темірдің  концентрациясы  2,5  мг/л  шамасынан 
жогары болган кезде, көміртегі газының  12,5 мг/л шамасында жэне
77
1

оттегінің  концентрациясы  2  мг/л  мөлшерінде  болған  жағдайда 
L. осһгасеа
 темір бактериясының қарқынды дамуы байқалады.
Бір  клеткалы  темір  бактериялары  p. 
Gallionella
  pH 
көрсеткіші  нейтралды  болтан  жағдайда  және  оттегінің  төменгі 
концентрациясында, сондай-ақ суык суда да өсе алады.
Табиғатта темір тотықтырушы  микроорганизмдер  көмегімен 
темір  рудаларын  биосілтілендіру  барысында  темір  металлы 
белсенді  тотыга  алады.  Екі  валентті  марганец  микроорганизмдер 
көмегімен тотыгып, 3 жэне 4 валентті марганецке айналып тұнбага
тү сеалады. 
:  v.
Марганецтіңтотыгупроцесінекөптегентопырақ бактериялары
мен  саңырауқұлақтар  қатысады.  Айта  кететін  болсак,  марганец 
тотықтырушы микроорганизмдермен бірге 
p.  Mettallogenium
 және 
косымша  анаэробты  бактерия  түрлері  pp. 
Bacillus,  Clostridium 
марганецтің  пайда  болуына  өз  үлестерін  қосады.  Оттегінің 
қатысуымен  марганец тотықтырушы  бактериялар  жэне  қосымша 
анаэробты  микроорганизмдердің  көмегімен  еритін  марганец 
қосылыстарын тотықтыра алады. Пайда болган марганец оксидтері 
аэробты  жагдайда  тұракты  жэне  суда  ерімейді.  Марганецтің 
оксидтері  мен  гидрооксидтері  су  коймалардың  түбіне  жиналып 
судагы катиондарды адсорбциялап, ауыр металдардың жойылуына 
өз үлестерін косады.
Бактериялар  көмегімен  марганец  тотыгуының  көптеген 
механизмдері  бар:  марганец  иондарының  тікелей  фермента- 
тивті  тотыгуы,  марганец  иондарының  тотыгуы  жэне  марга­
нец  иондарының  ферментативті  емес  тотыгуы.  Марганец  бос 
иондарының тікелей ферментативті тотыгуы конститутивті немесе 
индуцибельді оксидазаларды  катализдеп,  оттегіге электронды  ци- 
тохромды жүйе аркылы жүзеге асырады:
Мп2+ + 0,502 + Н20  ^ М п О , + 2Н+
немесе сутек аскын тотығы реакциясындагы каталаза:
Мп2+ + Н20 2^  М п02 +2Н+
Мп2+ марганецтің ферментативті тотыгу мезанизмі 
Sphaerotilus 
discophoras
 микроорганизмінде табылган.
Мп2+ валентті марганец Мп4* валентті марганецпен байланыс- 
кан  жагдайда  цитохром  жүйесі  аркылы  электрон  тасымалданып 
нәтижесінде марганец пероксидаза тотыгады.
78

Mn(II) Mn(IV)03 + 0,502 + H20  ^  2H,M n03
Бұл 
конститутивті 
фермент 
бос 
марганец 
иондарын 
тотықтьфмайды. Марганец иондарының ферментатнвті емес тотыгуы 
кезінде кейбір мнкроорганизмдердің метаболиттері қатысады.  Осы 
кезде  марганец  микроорганизмдер  клеткаларының  үстіңгі  бетіне 
жиналып  қалады.  Марганец  қосылыстарының  пайда  болуына  өз 
үлесін  қосатын  микроорганизмдер  марганецті  гана  тотықтырып 
қана  қоймай,  органикалық  қосылыстарды  да  тотықтыра  алады, 
мұны  органотрофтылар  деп  атайды.  Анаэробты  бактериялардың 
тіршілік  етуіне  байланысты тотықсыздану процесінің  нэтижесінде 
көптеген  басқа  да  формалы  элементгерге  микроорганизмдердің 
колы жетерлік жагдайлар қүрастырылып жатыр.
Көптеген прокариоттар клеткасында электрон айналымдары- 
ның  жүйесі  цитоплазмалык  мембранада  орналасқан,  клетканың 
үстіңгі  қабатында  ауыр  металдар  тотықсызданады.  Мысалы, 
3  валентті  темір  грам  оң  бактериялардың  цитоплазмалық  мем- 
бранасында  жэне  грам  теріс  бактериялардың  периплазматикалық 
мембранасында  орналаскан  электрон  тасымалдаушылар  аркылы 
тотықсыздана алады.
Эукариотты бір клеткалы организмдердің де (саңырауқұлақтар, 
ашытқылар,  қарапайымдылар)  клеткаларында  ауыр  металдардың 
иондарынын  тотыксыздануы  жүреді.  Клеткаішілік  электрон 
доноры  митохондрияда  орналаскан  электрон  тасымалдаушы 
жүйелер  аркылы  жүзеге  асады.  Сонымен  қатар,  эукариотты 
организмдердің 
плазматикалық 
мембранасындағы 
редокс- 
жүйелермен іске асады. Сондай-ак микроорганизмдер клеткасында 
металдарды сіңіру жүйесімен тыгыз байланысты редуктаза болады. 
Темір  оксидтері  су  коймаларда,  топырақта  анаэробты  жагдайда 
белсенді тотыксыздана алады, ал марганец оксидтері  бактериялар 
мен саңырауқұлақтардың катысуымен аэробты жагдайда белсенді 
тотықсызданады.  Соның  ішінде  марганецті  тотықсыздандырушы 
энтеробактериялар,  бациллалар  жэне 
Thiobacillus  thiooxidans 
бактериялары  болып  табылады.  Теңіз  бактериялары  М п02  -   ні 
тотықсыздандырады  жэне  бүл  үрдісі  тек  ферментативті  жолмен 
жүзеге асыра алады.  Мп4+ марганецтің гетеротрофты  бактериялар 
аркылы  тотықсыздану  3  жолмен  жүзеге  асады.  Бірінші, 
ферментативті жол:
0,5nMn(OH), + пН+ 4  0,5п Мп2+ + Н ,0
79

Марганец тотығының тотықсыздануы екі валентті жэне төрт ва- 
лентті  марганецтің қатысуымен жүзеге асырылады.  Тотықсыздану 
процесіне цитохром в, с, о жэне металлоферменттер қатысады:
Глюкоза—» цитохром в—►
 цитохром с
—*■
 цитохром о —►
 0 2
Металлофермент —> М п02
Нитратредуктазасы 
бар 
микроорганизмдер 
мысалы, 
В.  Роіутуха
  микроорганизмі  Mn4+  марганецті  диссимиляциялык 
нитратредукция 
барысында 
тотықсыздандыра 
алады. 
Ал, 
Acinetobacter  calcoaceticus
  ассимиляциялык  нитратредукция 
кезінде қалпына келтіре алады.
Тотықсызданудың  екінші  жолы:  сутек  асқын  тотығының 
қатысуымен  Мп4+  марганецтің  тотықсыздануы.  Қышқылды  жэне 
бейтарап ортада Н20 2-ң эсерімен 4 валентті марганецтің 2 валентті 
марганецке айналады:
Мп4+ —* Мп2+. Бұл процесс ортадағы органикалық субстраттың 
концентрациясы мен каталаза белсенділігіне байланысты.
Үшінші  жолы:  Мп4+  -ң  органикалық  қышқылдармен,  сірке 
және құмырсқа қышқьшдарымен бөлініп алынатын микроорганизм 
метаболиттері арқылы жүзеге асады:
М п02 + НСООН + 2Н+ 
Мп2+ + 2Н20  + С 0 2
М п02 + НООССООН + 2Н+ -► Мп2+ + 2Н20  + 2С 02
Мп4+ марганецтің органикалық қышқылдармен тотықсыздан- 
дыру  оны  сілтілендіру  үшін  ең  қолайлы  жол  болып  табылады. 
Бұл  үрдісті  көптеген  органикалық  қышқылдарды  түзетін 
гетеротрофтылар жүзеге асыра алады. Қышқылдардың ең белсенді 
продуценті 
Pseudomonas
  жэне  ашытқылар  туыстары  болып 
табылады. Сонымен қатар, 6 валентті хром да 3 валенттіхромгадейін 
ферментативті  жэне  ферментативті  емес  жолмен  тотықсыздана 
алады. 
Хромның 
ферментативті 
жолмен 
тотықсыздануын 
Pseudomonas  aeromonas, 
Bacterium
  туыстары  жүзеге  асырады. 
Анаэробты  жагдайда  pH  көрсеткіші  8-9  болтан  жагдайда 
клетка  сыртындагы  6  валенттің  хромның  тотықсыздануының 
нәтижесінде  Сг(ОН)3  түзіледі.  6  валентті  хромның  3  валентті 
хромга дейінгі тотықсыздануы -  хром  қосылыстарының бактерия 
токсиндерінен  қоргау  механизмдерініц  бірі  болып  табылады. 
Хромның  ферментативті  жэне  ферментативті  емес  жолмен 
тотықсыздануы  сульфатредукцияның  анаэробты  жагдайда  пайда
80

болатын  күкіртсутегімен  іске  асады.  H,S  күкіртсутегі  бихро- 
маттар  мен  хроматтардын  тотыгу-тотықсыздаггу  реакциясыиа 
түсіп  6  валентті  хромды  тотықсыздандырады.  Ашыткылардың 
кейбір  штамдарынан  мыска  тұрақты  күкіртсутегін  алуға  болады. 
Бактериялар  мен  ашытқылар  HgClj  элементіи  кэдімгі  сынапка
дейін тотықсыздандырады.
H g *  «-» Hg2f + Hg°CuHan иондарының ұшатын сынапка дейін 
тотықсыздануы кезінде резистентті микроорганизмдер клеткасынан 
сынаптын  жойылуы  байкалған.  Бұл  үрдіс  алгаш  рет 
Pseudomonas 
туысы. 
Staphylococcus aureus,
 энтеробактериялар мен ашытқыларда 
табылган. 
Е.  Соіі
 штамынан  сынапты тотықсыздандыратын сынап 
редуктаза  бөлініп  алынған.  Бұл  реакцияда  кофермент  ретінде
NADPH жэне NADH қолданылады:
Hg2+ + NADH + Н «-» Hg°+ 2Н+ + NAD+
Бактериялардың цитоплазмасында орналасқан сынапредукта-
зада флавопротеин болады.
Бірклеткалык  микробалдьфлар  соның  ішінде 
Chlorella
  және
Micrococcus
  sp-бактериясы,  теңіз  бактериялары  As(V)  күмісті
валентті
валенто
металдарды
органикалык  жэне  бейорганикалык  калдыктардын  биототыгуына
оз үлесін косады.
Металдардын  тотыгу  жэне  тотыксыздану  процестерінің
биологиялык реакциялары коршаган ортадагы  микроорганизмдер
мен  өсімдіктерге  қажетті  элементтердің  тапшылыгына  эсер  етуі
мүмкін.  Бүл  реакциялар  фосфаттар,  силикаттардын  еруіне  алып
түзілу
металлдардың
•  •
қозғалғыштығын  жоғарылататын  маңызды үрдісі  ішінде сілтілен-
діру процесі болып табылады.
Бактериалды 
сілтілендіру—минералдардан 
металдардын
бөлініп экстракциялану үрдісі. Сілтілену үрдісінің ішінде сульфид-
ті  минералдардын  сілтіленуі  маңызды  болып  табылады.  Табиги
сульфидтердің ерігіштік сульфаттарга дейінгі тотығу нәтижесінде
металдар  ерігіш  сұйыктыкка  айналады.  Бактериялар  металдарды
түрлі жолдармен сілтілендіре алады
81

•  Тиобациллдер  мен  темір  бактериялары  аркылы  сульфидті 
минералдардың тотығуы;
автотрофты жэне гетеротрофты микроорганизмдер аркылы 
силикаттар мен алюмосиликаттардың тотыгуы;
•  Түрлі тіршілікке  қажетті  комплекстердің  нәтижесінде  гете­
ротрофты микроорганизмдердің металдарды тотықтыруы;
•  Сульфатредукциялаушы  бактериялардың  көмегімен  суль-
фаттарды карбонатка жэне карбонатгы  сульфидтерге дейін транс- 
формациялануы;
Сульфидті  минераддардың  биототыгуы  жэне  бактериалдық 
сілтілену үрдістернің нэтижесінде аэробты жағдайда металдардың 
ерігіш  сульфаттары  мен  күкірт  кышкылы  пай да  болады. 
Металдардың сілтіленуі көптеген бактериялардың физиологиялық 
топтарымен  жүзеге  асады.  Айта  кегетін  болсақ,  мезоацидофил- 
дер,  хемолитотрофты  бактериялар,  темір  тотықтырушы  бактери­
ялар,  тионды  бактериялар  жэне  т.б.  мысалы  темір  тотықтырушы 
бактериялар  күкірттен  сульфатна  дейінгі  жэне  2  валентті  темір 
иондарының  3  валентті  темір  иондарына  дейін  тотықсызданған 
қосылыстарды  тотыктыра  алады.  Ал,  тионды  бактериялар  тек 
күкірттің  тотықсызданған  косылыстарын  тотықтыра  алады. 
Металдардың  сульфидтерін  тотыктырушы  микроорганизмдер  pH 
көрсеткіші  1,0-3,5  мөлшерінде болган жағдайда өседі.  Бүл  микро­
организмдер ауыр металдардың жоғары ерітінді концентрациясына 
тұракты болып келеді. Электрохимиялық коррозияның нэтижесінде 
бактериялардьщ  комегімен  минералдардың  күрылымы  мен 
күрамына байланысты тікелей сілтілену жүзеге асады.  Тотыгатын 
субстратқа  жабысып  алатыи  бактериялар  субстраттардың  беткі 
жагындагы электронды  потенциалына эсер етеді.  Осы  кезде элеқ- 
тронды  потенциал  төмендеп,  ортаныц  тотыгу-тотықсыздану  по­
тенциалы жоғарылайды, ягни тотыгу жагдайлары пайда болады.
Автотрофты 
жэне 
гетеротрофты 
микроорганизмдердін 
көмегімен  силикатты  жэне  алюмосиликаггы  минералдардың  сіл- 
тісізденуі  төмендегідей  жолдармен  жүзеге асады:  силикаттар  мен 
минералдардан  элементтерді  бөліп  алу.  Н+ донорлары  -микроор- 
ганизмдерден  пайда  болган  минералды  органикалык  кышқылдар 
болып табылады.  М+ + Н+ + R  —►
 Н+ + М  + R
82

\  М+ -  металл ионы, ал R  -  қышқыл анионы болып табылады. 
Кешендік  құрылым  құрастырылған  кезде:  М+ + H+L" —> (минерал)
H++LM
H+L‘ + LM-> L2M+ H+
Кешендік кұрылымның белсенді хелаттары ди жэне үш карбо- 
натты  кышқылдар,  гидроксикетокышқылдар,  амин  қышқылдары 
жэне  көп  атомды  спирттер.  Көптеген  гетеротрофты  микроорга­
низмдер жэне оның мутанттары алтынды еріте алады. Сілтілі ортада 
амин кышқылдары жэне белоктар тотықтырушы микроорганизмдер 
арқылы  аминотопты  құрайды.  Сутек  пероксиді  алтынды  иондық 
жағдайға  ауыстырылып,  қышқылдардың  мөлшері  жоғарылаған 
сайын еріген алтынның мөлшері 3-4 есе жоғарылайды. Алтынның 
амин топтарымен кешен  құруын төмендегі  сызбанұсқадан көруге 
болады:  цистеин—►
  гистидин  —1  аспарагин—>метионин  —>  мети­
онин—»  глицин—>  аланин  -^фенилаланин.  Микроорганизмдер 
клетканың  үстіңгі  бетінде  металдармен  байланысу  кезінде,  клет­
ка  ішінде  металдардың  жиналуы  сол  металдардың  қозгалуының 
төмендеуіне алып келеді. Көптеген бактериялар, ашытқылар акти- 
номицеттер,  балдырлар  ауыр  металлдарды  мьщ  есе  аккумуляци- 
ялай  алады.  Сонымен  қатар,  микроорганизмдер  радиоизотоптар- 
ды  жинақтай  алады.  Радиоизотоптардың  коэфициенттері  мыңга 
жуық.  Соның  ішінде  су  экожүйелеріндегі  жиналу  коэффициенті 
жогары болып келеді. Радиоактивті элементтердің негізгі концент- 
раттары топырақтагы бактериялар мен ашытқылар жэне қыналар. 
Жеке  микроорганизмдер  уран  элементін  қоршаган  ортадагы уран 
мөлешерінен 300 есе артық мөлшерде сілтілендіре алады.  Микро- 
организмдердегі  жалпы  металдардың құрамы  қоршаган  ортадагы
металлдардың жоғарылауына байланысты.
Ережеге  сай  бактериялардагы  металдар  клетканың  үстіңгі
кабатымен  ашытқыларга  Караганда  жылдамырақ  байланыса- 
ды.  Металдар  мен  радионуклеиндер  өлі  клеткалармен  де  тірі 
клеткалармен  де  байланысады.  Ауыр  металдар  клеткалардың 
ішінде  де  үстіңгі  қабатында  да  шогырланады.  Металдар  мен 
радионуклеиндердін  жинақталу  деңгейі  микроорганизмдердің 
түрлеріне, металдардың касиетіне жэне сіңіру механизміне тікелей 
байланысты.  Мүндай  жагдайлар  мынадай  болуы  мүмкін.  активті 
жэне  пассивті  байланыс  немесе  клетка қабыргалары  мен  мембра-
83

нада  тұнып  қалған,  метаболизмге  қатысушы  жэне  қатыспайтын 
металдардың  клеткадан  тыс  жинақталуы.  Бұл  үстіңгі  кабатгағы 
пассивті  адсорбция  үрдісі,  ион  алмастыру,  кешең  калыптастыру, 
хелалттау  жэне  тұндыру  процесі  болып  табылады.  Соңғысы 
жинақталған  металл  формаларының  гидролизденуі,  тотығуы,  не­
месе  металдардың  тотықсыздануы  үрдісінде  болуы  мүмкін;  ме­
таболизм  үшін  аса  маңызды  емес  кобальт,  күміс  т.б  сиякты  жэне 
маңызды темір, магний, мыс т.б сиякты металдардын клетка ішін- 
де  жинакталуы.  Бұл  үрдіс  иондардың  мембрана  арқылы  белсенді 
жеткізілуі  нэтижесінде  бөліктердің  клеткадан  тыс  органелланы 
басып  алуы,  жинақталган  металл  бөліктерінің  иондарын  жүтуы 
пиноцитоз  аркылы  жүзеге  асады.  Қарапайым  жэне  көп  клеткалы 
организмдер  металдар  косылысының  қатты  бөліктерін  жүта  ала-
паидалана
жұту
фи
жэне  өлі  клеткалармен  немесе  клеткалық  компоненттермен  өзара 
қарым-катынасы  нәтижесінде  жүзеге  асырылады.  Өлі  клеткалар­
мен  катынасы кезінде метаболизм ингибиторы  металдардын жэне 
радионуклеидтердің  аккумуляциясына  эсер  етеді.  Металл  ионда- 
ры бактериалды клеткаларға келесідей эсер етеді:
-  ерекше томен  молекулалы  лиганда  жасайтын  металдардын 
өту жүйесі аркылы; 
.  ; .  , 
д S p g ig
-  субстрат тасымалдаушы кешенін жасайтын металдар ионын 
тасымалдау аркылы;
-  металдарды 
биополимерлердің 
зарядталған 
тобымен 
байланыстыру  нэтижесінде  клетка  сыртындагы  металл  иондарын 
пассивті иммобилизациялау аркылы;
Микроорганизмдер металдарды жинактап оларды энергия көзі 
ретінде  тыныс  алу  үрдісіндегі  электрон  акцептор  ретінде  пайда- 
лана алады.  Клетканын үстіңгі  бетінде металдардын шоғырлануы 
жақсарады.  Биомассалардың  сыйымдылыгы  мен  сүрыпталуы 
клеткалардың жоғаргы қабатымсн аныкталады. Ережеге сай клетка 
кабыргалары ашытқылардын көмегімен металдардын сіңірілуінде
хитин  катысады  жэне  олар  клетка  кабыргаларының  қүрамына 
кіреді.  Балдырлар  клеткаларының  кабыргалары  гидроксидтер-
фосфор  топтарынан  тұрады

жүктеу/скачать 17,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: