Ko'pchilik mikroskopik umurtqasiz tardigradlar (artropodlarga yaqin tur) haqida eshitgan. Tardigrada), tashqi ko'rinishida havo matrasi va ayiqcha o'rtasidagi narsaga o'xshaydi, ular suvga cho'kmaydi, kosmik nurlanishdan qo'rqmaydi va kriyomuzdan keyin jonlanadi. Deinococcus radiodurans- bakteriyalar orasida "tardigradlar".

Garchi bir hujayrali deinokokklar o'zlarining eukaryotik (hujayralarda yadrolari bo'lgan) ko'p hujayrali hamkasblaridan juda farq qilsalar ham, ular yashash qobiliyatida undan kam emas va bardosh bera oladi.

Radiatsiya dozasi 10 ming Graygacha (odamlar uchun 5 Gray dozasi o'limga olib keladi), quritish va kimyoviy ta'sir qilish.

Rossiya Fanlar akademiyasining professori, Rossiya Fanlar akademiyasining Molekulyar genetika instituti laboratoriya mudiri Andrey Kulbachinskiy: "Ushbu bakteriyada gen ifodasini tartibga solishning molekulyar mexanizmlari haqida nisbatan kam narsa ma'lum". “Biz bu bakteriyaning DNK shablonidan genetik ma’lumotni o‘qish uchun mas’ul bo‘lgan asosiy ferment – ​​RNK polimeraza faolligini tartibga soluvchi noyob oqsillarini o‘rgandik. Ushbu oqsillar (Gfh omillari) genomning ma'lum hududlarida RNK polimerazasini to'xtatishga qodir ekanligi ko'rsatildi, bu gen faolligini o'zgartirishda va nurlanishdan zararlangan DNKni "tiklashda" muhim rol o'ynashi mumkin. RNK polimeraza faolligini tartibga solishning shunga o'xshash mexanizmlari ko'p hujayrali organizmlarda ham ishlashi mumkin. Ish Rossiya Ilmiy Jamg'armasi (RSF) granti hisobidan qo'llab-quvvatlandi va jurnalda chop etildi PNAS .

Radiatsiya hujayralarga qanday zarar etkazadi?

Deinococcus radiodurans tasodifan topilgan: 1956 yilda ular radiatsiya yordamida sterilizatsiya qilishga urinib ko'rgan konserva go'shtida "sog'lom holda" topilgan.

Odatda, har qanday ionlashtiruvchi nurlanish - neytral atomlarni zaryadlangan ionlarga aylantirishga, ularni qo'zg'atishga qodir bo'lgan zaryadlangan yoki neytral zarralar yoki kvantlar oqimi tirik hujayrada sodir bo'ladigan kimyoviy o'zgarishlarning izchil mexanizmining uyg'unligini buzadi.

Qaytarib bo'lmaydigan kimyoviy kuchlar ionlangan atomlarni "qo'shnilar" tomon torta boshlaydi, ular qo'zg'almas holatda ular mutlaqo "befarq" edilar. Hatto zararsiz va hamma joyda mavjud bo'lgan neytral suv molekulalari ham peroksidga, so'ngra superoksidga - xavfli erkin radikallarga aylanishi mumkin, bu hujayralardagi biologik molekulalarga zarar etkazishning asosiy manbalaridan biridir. Erkin radikallarning ta'siri oksidlovchi stress deb ataladi, chunki u biomolekulalarning oksidlanishi bilan bog'liq.

Natija tasodifiy kimyoviy bog'lanishlar, molekulyar chalkashlik va "an'anaviy qadriyatlarni yo'q qilish". Tirik hujayra ichida asosiy "an'analar saqlovchisi" DNK bo'lib, uning barcha oqsillarini yig'ish bo'yicha kodlangan ko'rsatmalar, asosiy hujayra jarayonlarining eng muhim ishtirokchilari. Shuning uchun radiatsiya (ko'pchilik kabi zaharli moddalar), DNK ketma-ketligini buzgan holda, hujayralar uchun o'limli xavf tug'diradi: ba'zi mutatsiyalar tasodifan foydali bo'lib chiqishi mumkin, ammo agar siz qismlarni to'g'ri ishlaydigan murakkab mexanizmda ko'rmasdan qayta joylashtirsangiz, uni buzish ehtimoli ehtimoldan nomutanosib ravishda yuqori bo'ladi. yaxshi narsani ixtiro qilish.

Bundan tashqari, DNKda uzilishlar paydo bo'lishi mumkin, bu kodni o'qishga to'sqinlik qiladi. Oqsillarning o'zlari ham "parchalanadi" - sisteindagi SH guruhlari (aminokislotalardan biri - oqsil molekulasi qurilgan "qurilish bloklari") ayniqsa tez-tez shikastlanadi, bu ularning funktsiyalarini buzadi.

Radioaktiv kuldan ko'tarilish

Bunday sharoitda bakteriyalar qanday omon qoladi? Tirik organizmlarning DNKsining shikastlanishi har doim ham halokatli oqibatlarga olib kelmaydi. Hujayralar maxsus reparatsiya mexanizmlariga ega - qimmatbaho molekulani "ta'mirlash", masalan, uning zanjirlaridan birini xuddi shu sohadagi ikkinchisiga "ko'zdan kechirish" va nukleotidlarni (genetik kodning harflari) ga muvofiq tanlash bilan yakunlanishi mumkin. to'ldiruvchilik printsipi, ya'ni u bilan bog'langan "harflar" ning etishmayotgan bir bo'lagi o'rniga almashtirish.

Deinococcus radiodurans DNKsi ikkita dumaloq xromosomaga va ikkita plazmidga - nisbatan kichik qo'shimcha dumaloq DNK molekulalariga o'ralgan. Har bir bunday molekula hujayra hayotining istalgan vaqtida to'rtdan o'n nusxagacha bo'lgan miqdorda taqdim etiladi, shuning uchun u har doim "yarashish" uchun juda ko'p zaxira variantlarga ega (va bizda somatik hujayralardagi kabi ikkita emas). Bundan tashqari, ma'lum bo'lishicha, Deinococcus hayoti uchun asosiy xavf DNKning shikastlanishi emas (uni qo'shimcha nusxalar yordamida tuzatish mumkin), balki uni tiklashda ishtirok etadigan oqsillarning tuzilishini yo'q qilishdir.

DNKdagi buzilishlarni "tiklash" uchun bakteriya qo'shimcha oqsillarga ega: ba'zilari DNKning bir zanjiri singanida uni keyingi shikastlanishdan himoya qiladi, boshqalari esa "hujayra politsiyasi" sifatida ishlaydi, "muammolarni", erkin radikallarni ushlaydi va parchalaydi. ularni pastga.

Bundan tashqari, barcha bakteriyalarda qo'shimcha "nayranglar" mavjud bo'lib, ular to'g'ridan-to'g'ri transkripsiya paytida - "DNK matnlarini" o'qish paytida tuzatishlar kiritishga imkon beradi. Biroq, Deinococcus radioduransda bu jarayonning biron bir xususiyati bor-yo'qligi yaqin vaqtgacha noma'lum edi.

Gfh oqsillari ishiga asoslangan va DNKni "ta'mirlash" jarayonlarida va hujayralarni nurlanishdan himoya qilishda rol o'ynashi mumkin bo'lgan mexanizmlardan biri rus olimlari tomonidan o'rganilgan. “Uch hammuallifdan ikkitasi, jumladan men ham kafedrada ishlaymiz molekulyar biologiya Biologiya fakulteti, Andrey Kulbachinskiy xabar beradi. "Tadqiqot faqat Rossiya Ilmiy Jamg'armasi granti hisobidan amalga oshirildi, uning mavzusi transkripsiyani tartibga solish mexanizmlarini o'rganish va ularning Deinococcus radiodurans radiorezistentligidagi mumkin bo'lgan rolini o'rganishdir."

Tahrirlash fokuslari

RNK polimeraza DNKdan ma'lumotni o'qiydi va uni RNKga aylantiradi, ketma-ketlikka qarab, oqsil sintezi uchun shablon bo'lib xizmat qiladi yoki hujayradagi boshqa ko'plab funktsiyalarni bajaradi. RNK polimeraza ham bu “tarjima” (transkripsiya)dagi xatolarni tuzatuvchi korrektor yoki hatto “bosh muharrir”dir.

Ishning yetakchi muallifi rossiyalik tadqiqotchilar guruhi tomonidan o‘rganilgan Gfh-omil oqsillari bu jarayonda qanday rol o‘ynashi mumkinligini tushuntirib berdi. Bu oqsillar faqat ekstremofil (noqulay sharoitda yashovchi, bizning nuqtai nazarimizdan, sharoitlarda - yuqori harorat, bosim va boshqalar) Deinokok-Termus guruhidagi bakteriyalarda topilgan, ular issiqlik va boshqa stressli ta'sirlarga juda chidamli.

"RNK polimeraza evolyutsiyada eng saqlanib qolgan fermentlardan biri bo'lib, uning tuzilishi bakteriyalarda ham, odamlarda ham o'xshashdir. Shu bilan birga, turli organizmlar ushbu fermentning ishlashini tartibga solishning turli usullaridan foydalanadilar.

Eng biri qiziqarli guruhlar Tartibga soluvchi omillar RNK polimeraza faol markaziga bevosita ta'sir ko'rsatadigan oqsillardir. Buning uchun ular RNK polimeraza yuzasini faol markaz bilan bog'laydigan maxsus kanalda bog'lanadi (ikkilamchi kanal deb ataladigan - DNK va RNK bog'langan birlamchi kanaldan farqli o'laroq), - deydi Andrey Kulbachinskiy.

Olimning fikriga ko'ra, ko'pchilik bakteriyalarda ushbu guruhga tegishli Gre proteinlari mavjud. Ular RNK polimeraza faolligini o'zgartirishi mumkin, buning natijasida allaqachon "o'qilgan" fragment (transkript) bo'linadi. Bu xususiyat transkripsiya paytida allaqachon qilingan xatolarni tuzatishga imkon beradi. Bunday "tahrirlash" dan so'ng RNK yanada sintezlanishi mumkin. Eukaryotlar (shu jumladan odamlar) ham bunday oqsillarning o'xshashlariga ega, faqat ular boshqa evolyutsion kelib chiqishga ega. Bu bunday jarayonning g'oyat muhimligidan dalolat beradi.

"Biz o'rgangan omillar - Gfh oqsillari - Gre omillarining qarindoshlari (homologlari). Biroq, ular RNK polimeraza faolligini almashtirish o'rniga, uni inhibe qiladilar! Bundan tashqari, biz o'rganayotgan bakteriyada (Deinococcus radiodurans) bu faqat genomning ma'lum hududlarida va faqat marganets ionlari ishtirokida sodir bo'ladi, ular ancha vaqtdan beri ma'lum bo'lganidek, Deinococcus hujayralarini himoya qilishda rol o'ynaydi. Oksidlanish stressi, - deya ta'kidlaydi olim.

Istiqbollar: Gfh omillari "o'z qurollari bilan bakteriyalar bilan kurashishga" yordam beradimi?

Tadqiqotchilar Gfh oqsillari RNK polimerazasini ma'lum bir strukturaviy holatda "tuzatishi" va DNK molekulasi bo'ylab rivojlanishini to'xtatishi mumkinligini taklif qilishdi. Ushbu "xato tufayli muzlatilgan" RNK polimeraza boshqa oqsillar - DNKni tiklash ("ta'mirlash") va DNK replikatsiyasi (ko'payish) omillari tomonidan tan olinadi. Olimlar uchun navbatdagi vazifa Deinokokklarni radiatsiyadan himoya qilishda Gfh oqsillarining rolini o'rganish bo'ladi.

“Bizning ishimiz, birinchi navbatda, fundamental xarakterga ega: birinchi marta tartibga soluvchi omillar RNK polimerazasining ikkilamchi kanalida bog‘lanib, transkripsiyaning pauza va tugashini (to‘xtatish - Gazeta.Ru) sezilarli darajada oshirishga qodir ekanligi aniqlandi. RNK polimeraza tuzilishi juda konservativ bo'lganligi sababli, bu tartibga solish usuli turli xil organizmlarda (masalan, siz va men) faqat boshqa tartibga soluvchi omillar ishtirokida ta'sir qilishi mumkin ", - deb sharhlaydi Andrey Kulbachinskiy.

Muallifning qo'shimcha qilishicha, bu mumkin amaliy qo'llash tadqiqot natijalari. Gfh omillari RNK polimerazasini tuzatganligi va transkripsiyani to'xtatganligi sababli, ularni o'rganish orqali bakteriyalarning DNKdan RNKga ma'lumot nusxalashiga va oqsillarni sinteziga to'sqinlik qiladigan boshqa molekulalarni yaratish yoki topish mumkin. RNK polimeraza vaqt o'tishi bilan sekin o'zgaradi, shuning uchun u bakteriyalarda juda o'xshash va antibakterial preparatlar uchun nishon sifatida qulay foydalanish mumkin. Ha, antibiotik rifampitsin, sil kasalligini keltirib chiqaradigan Koch tayoqchasiga qarshi kurashda qo'llaniladi, bakteriyalarning RNK polimerazasini bostiradi (ammo vaqt o'tishi bilan ular unga qarshilik ko'rsatadi, bu esa yangi antibiotiklarni olish imkonini beradi. eng muhim muammo yaqin kelajak).

Jismoniy omillarning ta'siri

Haroratning ta'siri. Mikroorganizmlarning turli guruhlari ma'lum harorat oralig'ida rivojlanadi. Past haroratlarda o'sadigan bakteriyalar psixofillar, o'rtacha haroratlarda (taxminan 37 ° C) - mezofillar, yuqori haroratlarda esa - termofillar deb ataladi.

Psixrofil mikroorganizmlarga saprofitlarning katta guruhi - tuproq, dengizlar, chuchuk suv havzalari va boshqalar kiradi. chiqindi suv(temir bakteriyalari, psevdomonadalar, nurli bakteriyalar, tayoqchalar). Ulardan ba'zilari sovuqda oziq-ovqatning buzilishiga olib kelishi mumkin. Ba'zi o'simliklar past haroratlarda ham o'sish qobiliyatiga ega. patogen bakteriyalar(psevdotuberkulyozning qo'zg'atuvchisi 4 ° C haroratda ko'payadi). Kultivatsiya haroratiga qarab bakteriyalarning xossalari o'zgaradi. Psikrofil bakteriyalarning ko'payishi mumkin bo'lgan harorat oralig'i -10 dan 40 ° C gacha, optimal harorat esa 15 dan 40 ° C gacha, mezofil bakteriyalarning optimal harorat darajasiga yaqinlashadi.

Mezofillar patogen va opportunistik bakteriyalarning asosiy guruhini o'z ichiga oladi. Ular 10-47 ° S harorat oralig'ida o'sadi; ularning ko'pchiligi uchun optimal o'sish 37 ° S dir.

Yuqori haroratlarda (40 dan 90 ° C gacha) termofil bakteriyalar rivojlanadi. Okean tubida issiq sulfidli suvlarda 250-300 ° S haroratda va 262 atm bosimda rivojlanadigan bakteriyalar yashaydi.

Termofillar issiq buloqlarda yashaydi va go'ng, don va pichanning o'z-o'zini isitish jarayonlarida ishtirok etadi. Mavjudligi katta miqdor tuproqdagi termofillar uning go'ng va kompost bilan ifloslanishini ko'rsatadi. Go'ng termofillarga eng boy bo'lganligi sababli ular tuproq ifloslanishining ko'rsatkichi hisoblanadi.

Mikroorganizmlar past haroratlarga yaxshi bardosh beradi. Shuning uchun ular uzoq vaqt davomida muzlatilgan holda saqlanishi mumkin, shu jumladan suyuq gaz haroratida (-173 ° C).

Quritish. Suvsizlanish ko'pchilik mikroorganizmlarning disfunktsiyasini keltirib chiqaradi. Patogen mikroorganizmlar (gonoreya, meningit, vabo, tif isitmasi, dizenteriya va boshqalarning qo'zg'atuvchisi) quritishga eng sezgir. Balg'am shilimshiqligi bilan himoyalangan mikroorganizmlar ko'proq chidamli.

Muzlatilgan holatdan vakuum ostida quritish - liofilizatsiya mikroorganizmlarning hayotiyligini va saqlanishini uzaytirish uchun ishlatiladi. Mikroorganizmlarning liyofillangan kulturalari va immunobiologik preparatlar asl xossalarini o'zgartirmagan holda uzoq vaqt (bir necha yil) saqlanadi.

Radiatsiya ta'siri

Ionlashtiruvchi bo'lmagan nurlanish - quyosh nurlarining ultrabinafsha va infraqizil nurlari, shuningdek, ionlashtiruvchi nurlanish - radioaktiv moddalar va yuqori energiyali elektronlarning gamma nurlanishi qisqa vaqtdan keyin mikroorganizmlarga zararli ta'sir ko'rsatadi. UV nurlari shifoxonalarda, tug'ruqxonalarda va mikrobiologik laboratoriyalarda havo va turli ob'ektlarni dezinfeksiya qilish uchun ishlatiladi. Shu maqsadda to'lqin uzunligi 200-450 nm bo'lgan bakteritsid UV lampalar ishlatiladi.

Ionlashtiruvchi nurlanish bir martalik plastik mikrobiologik idishlarni, madaniy muhitlarni, bog'lamlarni, dori-darmonlarni va boshqalarni sterilizatsiya qilish uchun ishlatiladi. Biroq, ionlashtiruvchi nurlanishga chidamli bakteriyalar mavjud, masalan, Micrococcus radiodurans yadroviy reaktordan ajratilgan.

Kimyoviy moddalarning harakati

Kimyoviy moddalar mikroorganizmlarga turli xil ta'sir ko'rsatishi mumkin: oziqlanish manbalari sifatida xizmat qiladi; hech qanday ta'sir ko'rsatmaslik; o'sishni rag'batlantirish yoki bostirish. Atrof-muhitdagi mikroorganizmlarni yo'q qiladigan kimyoviy moddalar dezinfektsiyalash vositalari deb ataladi. Mikroblarga qarshi kimyoviy moddalar bakteritsid, virustsid, fungitsid va hokazo ta'sirga ega bo'lishi mumkin.

Dezinfektsiyalash uchun ishlatiladigan kimyoviy moddalar turli guruhlarga tegishli bo'lib, ular orasida xlor, yod va brom o'z ichiga olgan birikmalar va oksidlovchi moddalar bilan bog'liq moddalar eng keng tarqalgan.

Kislotalar va ularning tuzlari (oksolin, salitsil, borik) ham mikroblarga qarshi ta'sirga ega; ishqorlar (ammiak va uning tuzlari).

Sterilizatsiya - qayta ishlangan ob'ektlardagi mikroblarning to'liq inaktivatsiyasini o'z ichiga oladi.

Dezinfektsiya - bu mikroblar bilan ifloslangan ob'ektni mikroblardan foydalanilganda infektsiyani keltirib chiqarmaydigan darajada yo'q qilish uchun davolashni o'z ichiga olgan protsedura. Qoidaga ko'ra, dezinfeksiya paytida ko'pchilik mikroblar (shu jumladan barcha patogenlar) nobud bo'ladi, ammo sporlar va ba'zi chidamli viruslar hayotiy holatda qolishi mumkin.

Aseptika - operatsiya, davolash va diagnostika muolajalari paytida yara yoki bemorning a'zolariga yuqumli agentning kirib kelishini oldini olishga qaratilgan chora-tadbirlar majmui. Ekzogen infektsiyaga qarshi kurashish uchun aseptik usullar qo'llaniladi, ularning manbalari bemorlar va bakteriyalar tashuvchilardir.

Antiseptiklar - bu yallig'lanish jarayonining oldini olish yoki yo'q qilish uchun yaradagi, patologik markazdagi yoki umuman tanadagi mikroblarni yo'q qilishga qaratilgan chora-tadbirlar majmui.



Yaqin ultrabinafsha (UV)- to'lqin uzunligi 400 - 320 nm bo'lgan nurlanish - past dozalarda ham bakteriyalarga ma'lum ta'sir ko'rsatadi. Shunday qilib, harakatchan E. coli yoki Salmonella typhimurium hujayralari yaqin UB nurlari bilan yoritilganda, birinchi navbatda hujayralar chayqalish chastotasining ortishi kuzatiladi, ya'ni. repellent ta'siri, keyin tumbling butunlay to'xtaydi va flagella falaj paydo bo'ladi, ya'ni. yorug'lik harakat va taksi mexanizmlarini buzadi. Bunday holda, xromofor flavoprotein hisoblanadi.

Subletal dozalarda, yaqin UV, asosan, kechikish fazasining uzayishi tufayli hosilning o'sishining sekinlashishiga olib keladi. Hujayra bo'linish tezligi ham biroz pasayadi, bakteriyalarning fag rivojlanishini qo'llab-quvvatlash qobiliyati bostiriladi va ferment induksiyasi inhibe qilinadi. Bu ta'sirlar, birinchi navbatda, ultrabinafsha nurlarining 4-tiouridin tomonidan yutilishi bilan belgilanadi, bu prokaryotlarda ko'plab tRNKlarda 8-o'rinda joylashgan g'ayrioddiy asosdir (lekin eukaryotlarda emas). Eng katta ta'sir to'lqin uzunligi taxminan 340 nm bo'lgan yorug'lik tomonidan ishlab chiqariladi. Yorug'lik ta'sirida qo'zg'algan 4-hiouredin tRNKning 13-pog'onasida joylashgan sitozin bilan o'zaro bog'liqlikni hosil qiladi, bu tRNKning aminokislotalar bilan bog'lanishiga to'sqinlik qiladi va ribosomalarda guanozin trifosfat hosil bo'lishining ko'payishiga va RNK suspenziyasiga olib keladi. mos ravishda oqsil sintezi. Bacillus subtillisda ultrabinafsha nurlarga yaqin sezgir bo'lgan yana bir tizim topilgan, unda yorug'likni sezuvchi xromofor menaquinondir.

Nisbatan yuqori dozalarda yaqin ultrabinafsha nurlanishida mutagen va halokatli ta'sirlar kuzatiladi. DNKning shikastlanishiga ultrabinafsha nurlarining o'zi emas, balki turli xil yorug'lik qo'zg'atuvchi molekulalar sabab bo'ladi. Va bu ta'sirlarda 4-tiouredin tomonidan UVga yaqin so'rilishi muhim ahamiyatga ega. Yaqin ultrabinafsha nurlarning mutagen va halokatli ta'siri ko'p jihatdan kislorod mavjudligiga bog'liq.

Yaqin ultrabinafsha nurlanishining halokatli ta'siri nafaqat DNKga, balki membranalarga, xususan, ularning transport tizimlariga ham zarar etkazishi mumkin. Bakteriyaning yaqin ultrabinafsha nurlariga sezuvchanligi kulturaning o'sish bosqichiga bog'liq bo'lishi mumkin, bu uzoq-UV ta'sirida kuzatilmaydi.

Yaqin ultrabinafsha nurlarining ta'siri fotosensibilizator yordamida amalga oshirilishi mumkin. Shunday qilib, E. coli tarkibida akridin borligida, UV yaqinida ham DNK, ham tashqi sitoplazmatik membrananing buzilishiga olib keladi, buning natijasida hujayralar lizozimga, yuvish vositalariga va osmotik zarbaga sezgir bo'ladi.

UV yaqinida, past nurlanish dozalarida, fotoproyeksiyaga olib kelishi mumkin, ya'ni. keyingi uzoq-UV nurlanishining biologik ta'sirini kamaytirish. Ushbu ta'sir mexanizmi haqidagi g'oyalar qarama-qarshidir. UVga yaqin nurlanishning nisbatan yuqori dozalarida teskari ta'sir kuzatilishi mumkin, ya'ni. keyingi uzoq ultrabinafsha nurlanishining ta'sirini kuchaytirish.

O'rtacha UV- bu to'lqin uzunligi 320 - 290 nm bo'lgan nurlanish va uzoq UV- to'lqin uzunligi 290 - 200 nm. O'rta va uzoq ultrabinafsha nurlarining biologik ta'siri o'xshash. Yuqorida aytib o'tilganidek, quyosh nuriga duchor bo'lganda, bakteriyalarning o'limi asosan UV ta'siri bilan bog'liq. Yoritilgan yorug'lik to'lqin uzunligining pastki chegarasi yer yuzasi, taxminan 290 nm bo'lib, tadqiqotda qisqaroq to'lqin uzunligiga ega yorug'lik manbalari ishlatiladi. Tananing qarshiligiga ishoniladi quyosh radiatsiyasi, qoida tariqasida, uning sun'iy manbalardan ionlashtiruvchi bo'lmagan nurlanishga chidamliligiga mos keladi.

DNK 240 - 300 nm mintaqada UVni intensiv ravishda yutadi, ya'ni. o'rta va uzoq-UV mintaqasida, yutilish cho'qqisi 254 nm. Bu o'rta va uzoq ultrabinafsha nurlanishining yuqori mutagen va halokatli samaradorligini tushuntiradi. DNKda pirimidin dimerlarining hosil bo'lishi halokatli va mutagen ta'sirlar uchun mas'ul bo'lgan asosiy mexanizmdir. Dimerlar 2 ta qo'shni timin yoki sitozin qoldiqlarini yoki 1 timin va 1 sitozin qoldiqlarini o'z ichiga olishi mumkin. UV nurlanishi ta'sirida sitozin va urasilning gidroksillanishi, sitozin-timin qo'shimchalari, DNK-oqsil o'zaro bog'liqliklari, DNK o'zaro bog'lanishlari, iplarning uzilishi va DNK denaturatsiyasi ham sodir bo'ladi. Bunday zarar radiatsiya intensivligi oshishi bilan ortadi.

Ionlashtiruvchi nurlanish tuproqda va yog'ingarchilikda doimo mavjud bo'lgan beqaror izotoplar bilan belgilanadigan tabiiy nurlanishning ma'lum bir tarkibiy qismini tashkil qiladi. Radioaktiv minerallar mavjud bo'lgan hududlarda tabiiy fon radiatsiyasi ortadi. Izotoplar tirik organizmlarga kirishi mumkin va keyin ular ichki nurlanishga duchor bo'ladi. Bakteriyalar ba'zida ma'lum elementlarni juda ko'p miqdorda to'plashga qodir.

Ionlashtiruvchi nurlanish ham kosmik nurlar ta'sirida sodir bo'ladi. Kosmos birlamchi kosmik nurlarning manbai bo'lib xizmat qiladi, bu esa tirik organizmlarga ta'sir qiluvchi ikkilamchi nurlarni keltirib chiqaradi. Bunday nurlanishning intensivligi quyidagilarga bog'liq geografik kenglik, ayniqsa dengiz sathidan balandlikka qarab va har 1500 m ga taxminan ikki baravar ko'payadi, quyosh chaqnashlari paytida kosmik radiatsiya foni ortadi. Sun'iy ionlashtiruvchi nurlanish yadroviy qurollarni sinovdan o'tkazish, atom elektr stantsiyalarining ishlashi, radioizotoplardan tibbiy, ilmiy va boshqa maqsadlarda foydalanish natijasida paydo bo'ladi. Bunday manbalarning mavjudligi hozirgi kunlarda mikroorganizmlarning yuqori dozali nurlanishga duchor bo'lishiga sabab bo'ladi.

Ionlashtiruvchi nurlanish, shuningdek, DNKning shikastlanishiga olib keladi, bu odatda erkin radikallarning shakllanishi tufayli yuzaga keladigan to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita bo'linadi. Zarar asosan DNK molekulasidagi bir yoki ikki zanjirli uzilishlardir.

Turli bakteriyalarning radiorezistentligi juda keng diapazonda o'zgarib turadi va ko'plab genlar tomonidan boshqariladi. Ko'proq radiorezistent yoki radiosensitiv mutantlarni nisbatan oson olish mumkin. Radiorezistentlik, birinchi navbatda, turli xil ta'mirlash va tartibga solish tizimlarining ishlashiga bog'liq. Shu bilan birga, tananing turli xil nurlanish turlariga, ayniqsa UV va ionlashtiruvchi nurlanishga qarshilik darajasi mos kelmasligi mumkin. Quyida turli xil bakterial tuzatish tizimlari muhokama qilinadi.

Bakteriyalarning radiorezistentligi va yashash muhitining xususiyatlari o'rtasida bog'liqlik o'rnatildi. Shunday qilib, radonli mineral buloqlardan ajratilgan mikroorganizmlar radioaktiv bo'lmagan suvdan ajratilgan bir xil turdagi organizmlarga qaraganda radiatsiyaga 3-10 baravar chidamli bo'lib chiqadi. O'rtacha nurlanish dozasi 10 6 FER (rentgen nurlarining fizik ekvivalenti) dan oshadigan yadro reaktorlarining sovutish tizimlarida turli bakteriyalar, xususan, Pseudomonas jinsi vakillari yashaydi. Biroq, ba'zi bakteriyalarning yuqori radiorezistentligining moslashuvchan ahamiyati uchun oqilona tushuntirishni topish odatda qiyin. Nurlangan mahsulotlardan ajratilgan ba'zi kokklarning radio qarshiligi ayniqsa yuqori. Bunday holda, nurlanish moslashuvni keltirib chiqaruvchi omil emas, balki tanlov omili sifatida xizmat qilishi mumkinligi aniq. Shunday qilib, E. coli ning ultrabinafsha nurlariga chidamli shtammi hujayralarining 90% ni faolsizlantirish uchun zarur bo'lgan UV dozasi taxminan 1000 erg / mm2 ni tashkil qiladi, Deinococcus radioduransda bir xil ta'sirga erishish uchun 10 000 - 15 000 erg / mm ni tashkil qiladi. zarur." radioaktiv nurlanishda 2 yoki 5 x 10 5 rad. Kokkus Deinococcus radiophilus ultrabinafsha nurlanish va y nurlanishga yanada chidamli. Yuqorida aytib o'tilganidek, radiorezistentlik darajasi asosan ta'mirlash tizimlarining rivojlanish darajasi bilan belgilanadi. Deinococcus radiodurans ko'pchilik mikroorganizmlar uchun halokatli bo'lgan DNK parchalarini ham tiklashga qodir.

Ba'zi bakteriyalarning radio qarshiligi darajasi sezilarli darajada oshadi chegara darajasi organizmlar tabiatda duch kelishi mumkin bo'lgan radiatsiya. Ushbu nomuvofiqlikning eng ehtimolli izohi radio qarshiligi umumiy maqsadli tizimlar ta'sirining xilma-xil ko'rinishlaridan faqat bittasi degan taxmin bo'lishi mumkin. Muayyan atrof-muhit omillarining ta'siriga qarshilikdan ko'ra, bakteriyalarning hujayralar tuzilishidagi ma'lum buzilishlarga qarshilik darajasi haqida gapirish to'g'riroq bo'ladi, chunki bir xil buzilishlar turli sabablarga ko'ra yuzaga kelishi mumkin. Bu, birinchi navbatda, DNK shikastlanishini tiklash tizimlariga tegishli.

Atmosferaning yuqori qatlamidan o'tib, Yer yuzasiga yetib boruvchi quyosh radiatsiyasidan iborat elektromagnit to'lqinlar uzunligi bilan 300-10 000 nm.

75 % Yerga tushayotgan yorug'lik - bu spektrning ko'rinadigan qismi - diapazonni qamrab oladi 390-760 nm. Bu qism inson ko'zi bilan seziladi.

20 % - dan l to'lqinlari bilan infraqizil nurlanish (yaqin). 790 nm va undan keyin (790-1100).

5 % - 300-380 nm l to'lqinli UV.

Ozon qatlami uzunlikdagi to'lqinlarni o'zlashtiradi 220-300 nm.

Ko'rinadigan yorug'likning mikroorganizmlarga ta'siri

Ko'rinadigan yorug'lik fotosintetik mikroorganizmlar tomonidan qo'llaniladi. PAR ning spektral tarkibi har xil turli guruhlar mikroorganizmlar va pigmentlar to'plamiga bog'liq. Kislorodli fotosintez (siyanobakteriyalar, proxlorofitlar) dan boshlab mumkin. 300 dan 750 nm gacha. Bu bakteriyalarda xlorofil mavjud A Va b, mos ravishda 680-685 va 650-660 nm yutilish maksimal bilan. Siyanobakteriyalarda fikobiliproteinlar (qizil va ko'k pigmentlar) uzunlikdagi yorug'likni yutadi. 450-700 nm.

Anoksijenik fotosintez (binafsha, yashil bakteriyalar) - gacha 300 dan 1100 nm gacha. Bakterioxlorofil b to'lqin uzunligidagi yorug'likni yutadi 1020-1040 dan 1100 nm gacha.

Barcha fotosintetik prokaryotlarda qo'shimcha yorug'lik yig'uvchi pigmentlar - karotenoidlar mavjud bo'lib, ular spektrning ko'k va ko'k-yashil qismlarida yorug'likni o'zlashtiradi ( 450-550 nm).

Fototrof bakteriyalar H 2 S bo'lgan suv omborlarining anaerob zonasida yashaydi. Infraqizil nurlanish 10-30 m chuqurlikka kirmaydi, maksimal energiya 450-500 nm yorug'lik l to'lqinlarida bo'ladi.

Ko'rinadigan yorug'lik fototrof bakteriyalarning harakatiga ta'sir qiladi. Hodisa kuzatiladi fototaksis. F. - yorugʻlik yoki yorugʻlikning spektral tarkibi oʻzgarishiga bakteriyalarning reaksiyasi. Eubakteriyalarda bakterioxlorofillar va karotinoidlar fotoretseptorlar vazifasini bajaradi. Arxeylarda (galobakteriyalarda sezuvchi rodopsinlar) maxsus sezuvchi pigmentlar topilgan. Ijobiy fototaksis- bakteriyalarning yorug'lik tomon harakatlanishi; salbiy- hujayralarning yorug'likning pasayishiga qarab harakatlanishi.

Yorug'lik energiyasidan foydalanmaydigan ba'zi bakteriyalar uchun u ma'lum metabolik jarayonlarning regulyatori bo'lib xizmat qiladi. Shunday qilib, suv bakteriyasida P. putida Biz yorug'lik ta'sirida ba'zi fermentlarning faollashishini kuzatdik, bu moslashuv deb hisoblanishi mumkin, chunki fitoplanktonning sintezi yorug'lik bilan boshlanadi, uning mahsulotlari ushbu geterotrof bakteriya tomonidan qo'llaniladi.

Ba'zi fotosintetik bo'lmagan bakteriyalar bilan tavsiflanadi fotoxromlik. Fotoxromlik - pigmentlar hosil bo'lishining yorug'likka bog'liqligi. Miksobakteriyalar, ko'plab aktinomitsetlar va tegishli mikroorganizmlar uchun xarakterlidir. Masalan, ba'zi mikobakteriyalar tomonidan karotinoidlarning sintezi ko'k nur bilan rag'batlantiriladi. Fotoxromlik xromosoma va plazmid genlari tomonidan boshqarilishi mumkin. Pigmentlar bu mikroorganizmlarni ko'rinadigan rang ta'siridan himoya qilishga qodir.

Quyosh nurlari kuchli mikroblarga qarshi ta'sirga ega. Ko'rinadigan yorug'lik halokatli shikastlanishlarning 1% dan kamrog'i uchun javob beradi (80% o'limga olib keladigan shikastlanishlar to'lqin uzunligi 312 nm dan kam bo'lgan yorug'lik tufayli sodir bo'ladi). 450 nm da ko'rinadigan yorug'lik bazaviy juftlik almashinuvini va ramka o'zgarishi mutatsiyalarini keltirib chiqaradi. E. coli. Yengil to'lqinlar Uzunligi 550 nm va ayniqsa 410 nm fotolizga olib keladi Myxococcus xanthus. Ta'sir temir porfirinlar tomonidan yorug'likning yutilishi bilan belgilanadi.

moddalar mavjud fotosensibilizatorlar, molekulasida yorug'likni yutuvchi va uning energiyasini yorug'likni yutishga qodir bo'lmagan boshqa molekulalarga o'tkazadigan xromofor mavjud. Yorug'lik rangsiz hujayralar orqali oqibatlarsiz o'tadi. Ammo agar siz bunday hujayraga fotosensibilizatorni kiritsangiz, u shikastlangan. Tabiiy fotosensibilizatorlar - xlorofil, fikobilinlar, porfirinlar va boshqalar.

Ta'sir qilish infraqizil nurlanish mikroorganizmlar haqida

To'lqin uzunligi 1100 nm dan ortiq bo'lgan nurlanish uchun hozirgi kunga qadar biologik ta'sirlar qayd etilmagan. Infraqizil nurlanishning asosiy ta'siri isitishdir.

Ultrabinafsha nurlarning mikroorganizmlarga ta'siri

UV nurlanishi mikroorganizmlar uchun eng xavfli hisoblanadi. Yaqin, o'rta va uzoq UV mavjud.

UV yaqinida to'lqin uzunligiga ega bo'lgan nurlanishdir 400-320 nm.

O'rtacha UV – λ= 320-290 nm.

Uzoq UV– λ= 290-200 nm.

UV yaqinida kichik dozalarda u harakat va taksi mexanizmlarini buzadi. Bunday holda, xromofor flavoprotein hisoblanadi.

Subletal dozalarda u o'sishning sekinlashishiga, hujayra bo'linish tezligiga, fermentlarning induksiyasiga va bakteriyalarning faglarning rivojlanishini qo'llab-quvvatlashga olib keladi.

Bu ta'sirlar bakteriyalarning tRNKning 8-pozitsiyasida g'ayrioddiy asosga ega ekanligi bilan aniqlanadi 4-tiouridin(eukariotlarda mavjud emas). Ushbu asos ultrabinafsha nurlarini intensiv ravishda yutadi, eng katta ta'sir to'lqin uzunligi 340 nm bo'lgan nurga ega. Yorug'likdan qo'zg'algan 4-tiouridin t-RNKda 13-o'rinda joylashgan sitozin bilan bog'lanadi, bu t-RNKning aminokislotalar bilan bog'lanishiga to'sqinlik qiladi va natijada oqsil sintezining to'xtatilishiga olib keladi.

Nisbatan yuqori dozalarda UV yaqinida mutagen va o'ldiradigan ta'sir ko'rsatadi. Bunday holda, DNKni UB nurlarining o'zi emas, balki yorug'lik bilan qo'zg'atilgan boshqa molekulalar buzadi. Ushbu ta'sirlarda 4-tiouridinning ultrabinafsha nurlanishiga yaqin so'rilishi ham muhimdir. Mutagen va halokatli ta'sir kislorod mavjudligiga bog'liq.

O'limga olib keladigan ta'sir nafaqat DNKning, balki membranalarning (ularning transport tizimlari) shikastlanishi bilan bog'liq.

O'rta va uzoq ultrabinafsha nurlarining biologik ta'siri o'xshash. DNK 240-300 nm mintaqada UVni intensiv ravishda yutadi, ya'ni. laboratoriyada 254 nm mintaqada yutilish cho'qqisi bilan o'rta va uzoq-UV mintaqasida. UV lampalar asosan 260 nm mintaqada nurlanish chiqaradi (er yuzasiga tushayotgan yorug'lik to'lqin uzunligining pastki chegarasi taxminan 290 nm).

O'rta va uzoq ultrabinafsha nurlari mutagen va o'limga olib keladi. Zararli ta'sirning asosiy mexanizmi shakllanishdir pirimidin dimerlari. Dimerlar ikkita qo'shni timin (T-T) yoki sitozin (C-C) yoki timin va sitozin (T-C) ni o'z ichiga olishi mumkin. Dimerlarning shakllanishi DNK asoslari orasidagi kovalent o'zaro ta'sir tufayli sodir bo'ladi. Bundan tashqari, DNKdagi vodorod aloqalari buziladi. Bu (ham 1, ham 2) yashovchan bo'lmagan mutantlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Shuningdek, UV ta'sirida sitozin va urasilning gidroksillanishi, oqsil bilan DNK o'zaro bog'lanishi, DNK o'zaro bog'lanishi va DNK denaturatsiyasi sodir bo'ladi.

Zararli va o'ldiradigan ta'siri tufayli UV nurlari, ular energiyaga eng boy nurlar bo'lishiga qaramay, fotosintez jarayonida ishlatilmaydi. Fotosintezning pastki chegarasi 450 nm to'lqin uzunligidan foydalanishdir.

Ionlashtiruvchi nurlanishning mikroorganizmlarga ta'siri

Ionlashtiruvchi nurlanish - bu juda ko'p radiatsiya yuqori energiya, atomlardan elektronlarni urib, musbat va manfiy ionlarni hosil qilish uchun boshqa atomlarga biriktirishga qodir. Sitoplazmaning radiatsiyaviy shikastlanishining asosiy sababi ionlanishdir va shikastlanish darajasi ion juftlari soniga mutanosib bo'ladi, deb ishoniladi.

Engil va quyosh nurlarining aksariyati bunday qobiliyatga ega emas.

Ionlashtiruvchi nurlanish manbai uning tarkibidagi radioaktiv moddalardir toshlar. Kosmosdan ham keladi. Quyosh chaqnashlari paytida fon radiatsiyasi kuchayadi.

Sun'iy ionlashtiruvchi nurlanish yadro qurollarini sinash, atom elektr stansiyalarining ishlashi, radioizotoplarni tibbiyotda, fanda va boshqalarda qo'llash natijasida yuzaga keladi.

Ionlashtiruvchi nurlanishning quyidagi turlari muhim ekologik ahamiyatga ega::

1. a-nurlanish - korpuskulyar nurlanish - bular geliy atomlarining yadrolari. Havoda yugurish uzunligi bir necha sm. Ular qog'oz varag'i yoki inson terisining korneum qatlami bilan to'xtatiladi. Biroq, ular to'xtatilganda kuchli mahalliy ionlanishga olib keladi.

2. b-nurlanish - korpuskulyar nurlanish - bu tez elektronlar. Havoda yugurish uzunligi bir necha metr, matoda esa bir necha sm.

a-nurlanish va b-nurlanish tirik to'qimalar tomonidan so'rilganda eng katta ta'sirga ega.

3. g-nurlanish – ionlashtiruvchi elektromagnit nurlanish. Yuqori kirish qobiliyatiga ega. Tirik to'qimalarga osongina kirib boradi. Radiatsiya manbai tanadan tashqarida bo'lganda ta'sir qilishi mumkin.

4. Rentgen nurlanishi - elektromagnit nurlanish, g-nurlanishga juda yaqin.

Mikroorganizmlar ionlashtiruvchi nurlanishga eng chidamli (10 6 Rad dan ortiq). 1 Rad - 1 g to'qimalarga 100 erg energiya ishlab chiqaradigan nurlanish dozasi. 1 rentgen = 1 rad. Sutemizuvchilar 100 Rad dozasiga sezgir.

Zararli ta'sir mexanizmi

Ionlashtiruvchi nurlanishning asosiy maqsadi DNKdir. DNK shikastlanishi sodir bo'ladi Streyt Va bilvosita. To'g'ridan-to'g'ri uzilishlar bir yoki ikki zanjirli DNK uzilishlaridir. Ular kamdan-kam uchraydi.

Tez-tez vositachilik qilgan zarar. Ular DNKning denaturatsiyasiga olib keladigan bir va ikki zanjirli uzilishlarni (pirimidin asoslarini o'zgartirish) keltirib chiqaradigan erkin radikallarning shakllanishi tufayli paydo bo'ladi. Bundan tashqari, hosil bo'lgan erkin radikallar oqsil denatüratsiyasiga olib keladi. Bularning barchasi mikroorganizmlarning o'limiga olib keladi, shu jumladan. viruslar.

Radiorezistentlik mexanizmlari

1. Radiorezistentlikning asosiy mexanizmi (ham UV, ham ionlashtiruvchi nurlanish) yaxshi ishlaydigan DNKni tiklash tizimidir.

2. Pigmentlar (karotenoidlar) radioprotektiv xususiyatlarga ega, ammo UV ta'siridan samarali himoya qiladi.

3. Hujayralarda radioprotektiv moddalarning mavjudligi (masalan, tarkibida oltingugurt bo'lgan aminokislotalar D. radiofil), hujayrani nurlanishdan himoya qiladi, ammo bu mexanizm etarli emas.

4. Hujayra devori DNKni tiklash tizimlarida rol o'ynashi mumkin. U D. radiofil Radiatsiya ta'sirida DNKni ta'mirlashda ishtirok etadigan ekzonukleaza fermenti ajralib chiqadi.

5. DNK tarkibining ortishi.

Mikroorganizmlarning radiorezistentligi juda xilma-xildir. Tananing turli xil nurlanish turlariga, ayniqsa UV va ionlashtiruvchi nurlanishga qarshilik darajasi bir-biriga mos kelmasligi mumkin.

Dengiz flagellati ultrabinafsha nurlanishiga eng chidamlilaridan biri hisoblanadi. Bodo marina. Chidamlilik yashash joylarining xususiyatlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Shunday qilib, radon manbalaridan ajratilgan mikroorganizmlar oddiy yashash joylaridagi qarindoshlariga qaraganda 3-10 baravar ko'proq nurlanishga chidamli bo'lib chiqadi.

Radiatsiya dozasi 10 6 FER (rentgen nurlarining fizik ekvivalenti) dan oshadigan yadroviy reaktorlarning sovutish tizimlarida turli bakteriyalar yashaydi, jumladan. bir xil Pseudomonas.

UV va g-nurlanishga eng chidamli bakteriyalardan biri bu Deinokokklardir (p. Deinokokklar) – D. radiofil. Bu bakteriya ko'pchilik mikroorganizmlar uchun halokatli bo'lgan ikki zanjirli DNK uzilishlarini ham tiklashga qodir.

Atrof-muhit sharoitlarining o'zgarishi mikroorganizmlarning hayot faoliyatiga ta'sir qiladi. Fizikaviy, kimyoviy, biologik omillar muhit mikroblarning rivojlanishini tezlashtirishi yoki bostirishi, ularning xususiyatlarini o'zgartirishi yoki hatto o'limga olib kelishi mumkin.

Eng sezilarli ta'sir ko'rsatadigan atrof-muhit omillari orasida namlik, harorat, kislotalik va kimyoviy tarkibi atrof-muhit, yorug'lik ta'siri va boshqa jismoniy omillar.

Namlik

Mikroorganizmlar faqat ma'lum bir namlik bo'lgan muhitda yashashi va rivojlanishi mumkin. Suv mikroorganizmlarning barcha metabolik jarayonlari uchun, mikrob hujayrasida normal osmotik bosim uchun, uning hayotiyligini saqlab qolish uchun zarurdir. Turli mikroorganizmlarning suvga bo'lgan ehtiyoji har xil. Bakteriyalar asosan namlikni yaxshi ko'radilar, agar atrof-muhit namligi 20% dan past bo'lsa, ularning ko'payishi to'xtaydi. Mog'orlar uchun atrof-muhit namligining pastki chegarasi 15% ni tashkil qiladi va havoning sezilarli namligi bilan u pastroq bo'ladi. Havodan suv bug'ining mahsulot yuzasiga cho'kishi mikroorganizmlarning ko'payishiga yordam beradi.

Muhitdagi suv miqdori kamayganda, mikroorganizmlarning rivojlanishi sekinlashadi va butunlay to'xtashi mumkin. Shuning uchun quruq ovqatlar namlik yuqori bo'lgan ovqatlarga qaraganda ancha uzoqroq saqlanishi mumkin. Oziq-ovqatlarni quritish ovqatni muzlatgichsiz xona haroratida saqlash imkonini beradi.

Ba'zi mikroblar quritishga juda chidamli; Bakteriyalar va mog'orlarning sporalari namlik bo'lmaganda o'nlab va ba'zan yuzlab yillar davomida hayotiyligini saqlab qoladi.

Harorat

Harorat mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun eng muhim omil hisoblanadi. Har bir mikroorganizm uchun o'sish uchun minimal, optimal va maksimal harorat rejimi mavjud. Ushbu xususiyatga ko'ra mikroblar uch guruhga bo'linadi:

• psixofillar - past haroratlarda yaxshi o'sadigan mikroorganizmlar minimal -10-0 ° C, optimal 10-15 ° C da;
• mezofillar - optimal o'sishi 25-35 ° S da, minimal 5-10 ° C da, maksimal 50-60 ° S da kuzatiladigan mikroorganizmlar;
• termofillar - 50-65 ° C da optimal o'sish bilan nisbatan yuqori haroratlarda yaxshi o'sadigan mikroorganizmlar, maksimal 70 ° C dan yuqori haroratlarda.

Ko'pgina mikroorganizmlar mezofillar bo'lib, ular uchun optimal harorat 25-35 ° S dir. Shuning uchun oziq-ovqat mahsulotlarini bunday haroratda saqlash ulardagi mikroorganizmlarning tez ko'payishiga va oziq-ovqat mahsulotlarining buzilishiga olib keladi. Oziq-ovqatlarda sezilarli darajada to'plangan ba'zi mikroblar odamlarda oziq-ovqat zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Patogen mikroorganizmlar, ya'ni. odamlarda yuqumli kasalliklarni keltirib chiqaradiganlar ham mezofillar deb tasniflanadi.

Past haroratlar mikroorganizmlarning rivojlanishini sekinlashtiradi, lekin ularni o'ldirmaydi. Sovutgichda saqlanadigan oziq-ovqatlarda mikroblarning o'sishi sekin, lekin davom etadi. 0 ° C dan past haroratlarda ko'pchilik mikroblar ko'payishni to'xtatadi, ya'ni. Oziq-ovqat muzlatilganida, mikroblarning ko'payishi to'xtaydi, ularning ba'zilari asta-sekin nobud bo'ladi. Aniqlanishicha, 0 °C dan past haroratlarda ko'pchilik mikroorganizmlar anabiozga o'xshash holatga o'tadi, ularning hayotiyligini saqlab qoladi va harorat ko'tarilishi bilan rivojlanishini davom ettiradi. Mikroorganizmlarning bu xususiyati oziq-ovqat mahsulotlarini saqlash va undan keyingi pazandalik qayta ishlash jarayonida hisobga olinishi kerak. Misol uchun, salmonellalar muzlatilgan go'shtda uzoq vaqt saqlanishi mumkin va go'shtni muzdan tushirgandan so'ng, qulay sharoitlarda ular tezda odamlar uchun xavfli miqdorgacha to'planadi.

Mikroorganizmlarning maksimal chidamliligidan oshib ketadigan yuqori haroratga duchor bo'lganda, ular o'lishadi. Spora hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lmagan bakteriyalar nam muhitda 15-30 daqiqada 60-70 ° S gacha, bir necha soniya yoki daqiqalarda 80-100 ° S gacha qizdirilganda nobud bo'ladi. Bakterial sporlar issiqlikka chidamliligi ancha yuqori. Ular 1-6 soat davomida 120-130 ° S haroratda 100 ° C haroratga bardosh bera oladilar, nam muhitda bakterial sporlar 20-30 daqiqadan so'ng o'ladi. Mog'or sporalari issiqlikka kamroq chidamli.

Oziq-ovqat mahsulotlarini termal pazandalik qayta ishlash ovqatlanish, oziq-ovqat sanoatida mahsulotlarning pasterizatsiyasi va sterilizatsiyasi mikroorganizmlarning vegetativ hujayralarining qisman yoki to'liq (sterilizatsiya) o'limiga olib keladi.

Pasterizatsiya jarayonida oziq-ovqat mahsuloti minimal harorat ta'siriga duchor bo'ladi. Harorat rejimiga qarab past va yuqori pasterizatsiya farqlanadi.

Past pasterizatsiya mahsulotning xavfsizligini yaxshiroq kafolatlash uchun 65-80 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratda, kamida 20 daqiqa davomida amalga oshiriladi.

Yuqori pasterizatsiya - bu pasterizatsiyalangan mahsulotning 90 ° C dan yuqori haroratda qisqa muddatli (1 daqiqadan ko'p bo'lmagan) ta'siri, bu patogen sporasiz mikrofloraning o'limiga olib keladi va shu bilan birga sezilarli o'zgarishlarga olib kelmaydi. pasterizatsiya qilingan mahsulotlarning tabiiy xususiyatlarida. Pasterizatsiyalangan ovqatlarni muzlatgichsiz saqlash mumkin emas.

Sterilizatsiya mahsulotni mikroorganizmlarning barcha shakllaridan, shu jumladan sporalardan ozod qilishni o'z ichiga oladi. Konservalarni sterilizatsiya qilish maxsus qurilmalarda - avtoklavlarda (bug 'bosimi ostida) 110-125 ° S haroratda 20-60 daqiqa davomida amalga oshiriladi. Sterilizatsiya konservalarni uzoq muddat saqlash imkoniyatini beradi. Sut bir necha soniya davomida ultra yuqori haroratli ishlov berish (130 ° C dan yuqori haroratlarda) yordamida sterilizatsiya qilinadi, bu sutning barcha foydali xususiyatlarini saqlab qolish imkonini beradi.

Atrof-muhit reaktsiyasi

Mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati ular rivojlanayotgan substratdagi vodorod (H+) yoki gidroksil (OH -) ionlarining kontsentratsiyasiga bog'liq. Ko'pgina bakteriyalar uchun neytral (pH taxminan 7) yoki ozgina ishqoriy muhit eng qulaydir. Mog'or va xamirturushlar ozgina kislotali muhitda yaxshi o'sadi. Yuqori kislotali muhit (pH 4,0 dan past) bakteriyalarning ko'payishiga to'sqinlik qiladi, ammo mog'or yanada kislotali muhitda o'sishda davom etishi mumkin. Atrof muhit kislotalanganda chirigan mikroorganizmlarning o'sishini bostirish amaliy qo'llanmalarga ega. Sirka kislotasi qo'shilishi oziq-ovqatlarni tuzlashda ishlatiladi, bu chirish jarayonlarini oldini oladi va oziq-ovqat mahsulotlarini saqlab qolish imkonini beradi. Fermentatsiya jarayonida hosil bo'lgan sut kislotasi, shuningdek, chirigan bakteriyalarning ko'payishiga to'sqinlik qiladi.

Tuz va shakar konsentratsiyasi

Oziq-ovqatlarning mikroblarning buzilishiga chidamliligini oshirish va oziq-ovqat mahsulotlarini yaxshiroq saqlash uchun stol tuzi va shakar qadimdan ishlatilgan.

Ba'zi mikroorganizmlar rivojlanishi uchun yuqori tuz konsentratsiyasini (20% yoki undan yuqori) talab qiladi. Ular tuzni yaxshi ko'radigan yoki halofillar deb ataladi. Ular sho'r ovqatlarning buzilishiga olib kelishi mumkin.

Shakarning yuqori konsentratsiyasi (55-65% dan yuqori) ko'pchilik mikroorganizmlarning ko'payishini to'xtatadi, bu meva va rezavorlardan murabbo, murabbo yoki murabbo tayyorlashda ishlatiladi. Biroq, bu mahsulotlar osmofil mog'or yoki xamirturushlarning o'sishi bilan ham buzilishi mumkin.

Nur

Ba'zi mikroorganizmlar normal rivojlanish uchun yorug'likni talab qiladi, lekin ularning ko'pchiligi uchun bu zararli. Quyoshning ultrabinafsha nurlari bakteritsid ta'sirga ega, ya'ni nurlanishning ma'lum dozalarida ular mikroorganizmlarning o'limiga olib keladi. Simob-kvars lampalarining ultrabinafsha nurlarining bakteritsid xususiyatlari havo, suv va ba'zi oziq-ovqat mahsulotlarini dezinfeksiya qilish uchun ishlatiladi. Infraqizil nurlar termal ta'sirlar tufayli mikroblarning o'limiga ham sabab bo'lishi mumkin. Ushbu nurlarga ta'sir qilish mahsulotlarni issiqlik bilan ishlov berishda qo'llaniladi. Mikroorganizmlar salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin elektromagnit maydonlar, ionlashtiruvchi nurlanish va boshqa jismoniy muhit omillari.

Kimyoviy omillar

Ba'zi kimyoviy moddalar mikroorganizmlarga zararli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bakteritsid ta'siriga ega bo'lgan kimyoviy moddalar deyiladi antiseptiklar. Bularga tibbiyotda, oziq-ovqat sanoatida va umumiy ovqatlanishda ishlatiladigan dezinfektsiyalash vositalari (oqartuvchi, gipoxloritlar va boshqalar) kiradi.

Ba'zi antiseptiklar sharbatlar, ikra, kremlar, salatlar va boshqa mahsulotlar ishlab chiqarishda oziq-ovqat qo'shimchalari (sorbin va benzoik kislotalar va boshqalar) sifatida ishlatiladi.

Biologik omillar

Ba'zilarining antagonistik xususiyatlari mikroblarga qarshi (bakteriostatik, bakteritsid yoki fungitsid) ta'sirga ega bo'lgan moddalarni atrof-muhitga chiqarish qobiliyati bilan izohlanadi - antibiotiklar. Antibiotiklar asosan zamburug'lar tomonidan ishlab chiqariladi, kamroq bakteriyalar tomonidan ishlab chiqariladi, ular bakteriyalar yoki zamburug'larning ma'lum turlariga o'ziga xos ta'sir ko'rsatadi (fugitsid ta'sir). Antibiotiklar tibbiyotda (penitsillin, levomitsetin, streptomitsin va boshqalar), chorvachilikda ozuqa qoʻshimchasi sifatida, oziq-ovqat sanoatida oziq-ovqat mahsulotlarini saqlash (nisin) uchun ishlatiladi.

Fitontsidlar, ko'plab o'simliklar va oziq-ovqat mahsulotlarida (piyoz, sarimsoq, turp, horseradish, ziravorlar va boshqalar) mavjud bo'lgan moddalar antibiotiklar xususiyatiga ega. Fitonsidlarga efir moylari, antosiyaninlar va boshqa moddalar kiradi. Ular o'limga olib kelishi mumkin patogen mikroorganizmlar va chirigan bakteriyalar.

Tuxum oqi, baliq go'shti, ko'z yoshlari va tupurik tarkibida hayvonlardan olingan antibiotik moddasi bo'lgan lizozim mavjud.