Микробная биодеградация ксенобиотиков и токсикантов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
1. Факторы, определяющие влияние поллютантов на экосистемы	4
1.1. Свойства ксенобиотиков, определяющих их токсичность	4
1.2. Способность ксенобиотиков к биодеградации	4
2. Биодеградация ксенобиотиков с помощью микроорганизмов	9
3. Метаболические пути биодеградации ксенобиотиков, созданные методами генной инженерии	20
3.1. Перенос плазмид	21
3.2. Изменение генов	22
4. Механизмы ускорения биодеградации поллютантов в окружающей среде	26
Заключение	28
Список использованных источников	29

ВВЕДЕНИЕ

С развитием химической промышленности в биосферу стало поступать более тысячи различных ксенобиотиков и токсикантов, которые в значительной степени загрязняют окружающую среду. Известно, что соединения, вносимые человеком в окружающую среду в последнее время (инсектициды, гербициды, детергенты и другие ксенобиотики) помимо того, что очень токсичны, ещё и устойчивы в среде (что представляет опасность для человека и животных). В настоящее время нагрузка на естественные процессы самоочищения биосферы является избыточной, и параллельно с деструкцией загрязнений идёт их постепенное накопление в окружающей среде [1].

Возможности микробных сообществ в отношении деградации многих токсичных соединений значительны. Доказано, что при повторном попадании в среду многих химических соединений адаптационный период микроорганизмов к данному субстрату значительно короче, по сравнению с первым попаданием этого соединения. В течение этого периода микроорганизмы селектируются по способности деградировать данный субстрат. В результате естественным путем возникают микробные популяции, способные сохраняться в почве в течение нескольких месяцев после полной деградации токсиканта. Поэтому к началу нового поступления этого соединения в почву в ней уже присутствуют адаптированные микроорганизмы, способные атаковать токсикант. Повышение деградирующей способности возможно также в результате стимуляции естественной почвенной микрофлоры, уже адаптированной к токсикантам[2].

Таким образом, деградация ксенобиотиков микроорганизмами является одной из важных проблем защиты биосферы [1].

Цель данной работы состоит в рассмотрении свойств ксенобиотиков, определяющих их токсичность, определении возможности и исследовании путей биологической деградации ксенобиотиков и токсикантов микроорганизмами, механизмов ускорения биодеградации поллютантов в окружающей среде.

1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ ПОЛЛЮТАНТОВ НА ЭКОСИСТЕМЫ

Среди наиболее значимых факторов, определяющих экологическую опасность загрязняющих веществ, можно выделить:

● токсичность соединения;

● способность вещества к биодеградации [2].

1.1. Свойства ксенобиотиков, определяющих их токсичность

Токсичность разных веществ не одинакова. Поскольку она проявляется во взаимодействии ксенобиотика с биологической системой, ее величина зависит от свойств как самого токсикан­та, так и биосистемы, и в конечном итоге определяется:

1. Способностью вещества достичь структуры-мишени, взаимодействие с которой инициирует токсический процесс;

2. Характером и прочностью связи, образующейся между токсикантом и структурой-мишенью;

3. Значением структуры-мишени для поддержания гомеостаза в организме [3].

Строение вещества определяет размеры молекулы, ее мас­су, растворимость, летучесть, агрегатное состояние при нор­мальных условиях и химическую активность. Все эти свойства влияют на токсичность вещества, вместе с тем ни одно из них не является единственно значимым [3].

1.2. Способность ксенобиотиков к биодеградации

В зависимости от стабильности поллютантов в окружаю­щей среде их можно разделить на три группы:

1. Биодеградабельные токсиканты, относительно легко разрушающиеся в окружающей среде под влиянием как абио­тических, так и биотических факторов. К ним относятся веще­ства биологического происхождения и некоторые органические соединения небиологического генезиса (n-алканы нефти, спир­ты, альдегиды и т. д.) [3].

Экологическая опасность поллютантов данного типа опре­деляется скоростью их поступления в экосистемы, способно­стью накапливаться в компонентах биогеоценозов, а также хро­ническим действием сублетальных концентраций [3].

Экотоксикологическое значение многих ксенобиотиков оп­ределяется не только их токсичностью и способностью к биоде­градации, но также скоростью поступления этих поллютантов в экосистемы. Если скорость поступления разлагаемых поллю­тантов превышает скорость их естественной биодеградации, то это может вызвать нарушения в составе и структуре экосистем [4].

Большую опасность представляет собой биоаккумуляция загрязняющих веществ, например, липофильных соединений, в жи

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать