ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ - Навчальний посібник - В. М. Ісаєнко 2005

Розділ 9. РАДІОРЕЗИСТЕНТНІСТЬ ОРГАНІЗМІВ

9.3.Радіорезистентність мікроорганізмів

Мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, дріжджові та цвілеві гриби, найпростіші, мікроскопічні водорості) у своїй більшості є редуцентами, що беруть участь у колообігу речовин у біосфері.

Крім цього, мікроскопічні водорості як продуценти постачають додатково в довкілля також оксиген.

Радіостійкість різних видів бактерій варіює в дуже широких межах (табл. 9.2.).

Таблиця 9.2

РАДІОСТІЙКІСТЬ ДЕЯКИХ ВИДІВ БАКТЕРІЙ (за Гродзинським, 2000)

Бактерії

ЛД90, Гр

Micrococcus radiodurans

10 000

Streptomyces flaveolus

460

Haemophilus influence

120

Escherichia coli В

110

Pseudomonas aeruginosa

20

Дані, наведені в табл. 9.2, відносні, оскільки значення ЛДад істотно залежать від стану культури бактерій (спокою або розмноження). Зауважимо, що коли бактерії або інші організми, перебувають у стані розмноження, то вони значно стійкіші до хронічного опромінення, ніж у стані спокою. Це пов’язано з тим, що клітини, які розмножуються, підпадають під дію іонізуючої радіації лише протягом часу від одного поділу до іншого.

Саме дослідження на бактеріях довели основне положення радіобіології про те, що ДНК хромосом є основною мішенню дії іонізуючої радіації, а також те, що радіостійкість контролюється генетичними системами.

Еукаріотичні мікроорганізми (найпростіші, мікроскопічні водорості та гриби) мають радіостійкість, подібну до бактерій.

Ціанобактерії (синьо-зелені водорості) належать до прокаріотичних організмів, що здатні існувати за умов, непридатних для інших організмів — за різких змін температури, у гарячих джерелах тощо, їм притаманна також значна радіостійкість. У таких видів ціанобактерій, як Synechococcus cedorum, Microcoleus vaginatus, Phormidium tenuisрадіостійкість вища, ніж у згаданої в табл. 9.2 бактерії Micrococcus radiodurans.

Одноклітинні еукаріотичні водорості, радіорезистентність яких оцінюють за ростом популяції й середовищем мешкання, відрізняються за радіостійкістю. Це пов’язано, мабуть, із генами, що причетні до репарації ДНК. До таких водоростей, зокрема, належать зелені. Значення ЛД90 для деяких із них наведено в табл. 9.3.

Таблиця 9.3

РАДІОСТІЙКІСТЬ ДЕЯКИХ ЗЕЛЕНИХ ВОДОРОСТЕЙ (за Гродзинським, 2000)

Вид водорості

ЛД90, Гр

Chlorella vulgaris

280

Chlorella pyrenoidosa

230

Chlamydomanas reinhardi

83—100

Micrasterias truncata

80

Brahiomonas submarina

66

Dunaliella salina

44

Організація ядра й особливості розмноження надають високої радіостійкості мікроскопічним грибам (дріжджам, цвілевим та ін.) (табл. 9.4).

Таблиця 9.4

РАДІОСТІЙКІСТЬ ДЕЯКИХ МІКРОСКОПІЧНИХ ГРИБІВ

(за Гродзинським, 2000)

Вид гриба

ЛД90, Гр

Saccharomyces cerevisiae

475

Neurospora crassa:

400

одноядерні конідії

двоядерні конідії

750

Pullularia pullulans

1700—2250

Rhizopus stolonifer

2550

Радіостійкість мікроскопічних грибів знижується зі збільшенням кількості ядер у клітинах. Разом з тим клітинна загибель пов’язана не тільки з радіаційно-індукованими рецесивними та домінантними летальними мутаціями, а й з летальними ураженнями, які не зумовлені структурними змінами хромосом. Радіочутливі мутанти виявлено для базидіоміцету Ustilago maydis, дріжджів Sacchromyces cerevisiae і Schizosaccharomyces pombe, Pullularia pullulans, Neurospora crassa та ін. Основні причини зменшення радіостійкості — блокування системи репарації ДНК, ослаблення післярадіаційного відновлення.

Під час дослідження дії іонізуючої радіації на природні угруповання бактерій, грибів та актиноміцетів у зразках ґрунту та які були опромінені в дозі 25 Гр, з’ясовано, що відновлення їхньої кількості спостерігається через 30—40 діб, а в дозі 100 Гр— через 40—60 діб.

Численні дослідження впливу іонізуючої радіації на життєдіяльність мікроорганізмів свідчать, що вони високостійкі до опромінення, — не реагують на забруднення довкілля до рівня 3,7 • 105 Бк/км2. Водночас варто пам’ятати, що, з одного боку, мікроорганізми сприяють переходу радіоізотопів, які були у зв’язаному стані, у розчинну форму; з іншого боку, маючи високі коефіцієнти накопичення та продуктивність, вони концентрують радіоізотопи та переводять їх у зв’язаний з органічними сполуками стан. В обох випадках мікроорганізми проявляють свою роль у підтримуванні стану середовища, в якому вони мешкають.