A hatás a sugárzás mikroorganizmusok
A napsugárzás áthalad a felső légkörben, és eléri a Föld felszínét áll elektromágneses hullámokra hosszúságú 300-10,000 nm.
75% a beeső fény a Föld - a látható részét a spektrum - tartományt fedi 390-760 nm. Ezt a részt érzékeli az emberi szem számára.
20% - az infravörös sugárzás (közel) az # 955; hullámok 790 nm alatti és (790-1100).
5% - UV # 955; hullámok 300-380 nm.
Az ózonréteg elnyeli hullámok hullámhossza 220-300 nm.
Az a látható fény hatására a mikroorganizmusok
Látható fény által használt fotoszintetikus mikroorganizmusok. A spektrális összetételét FAS eltér a különböző csoportok a mikroorganizmusok, és attól függ, egy sor pigment. Oxigéntermelő fotoszintézis (cianobaktériumok prochlorophyta) is lehetséges a tartományban 300-750 nm. Ezek a baktériumok és a klorofill a és b. egy abszorpciós maximuma 680-685 és 650-660 nm-nél, ill. A cianobaktériumok fikobiliproteidy (piros és kék pigmentek) elnyelik hullámhosszú fény 450-700 nm.
Anoxygenic fotoszintézis (lila és zöld baktériumok) - a tartomány 300-1100 nm. Bakterioklorofill b fényt abszorbeál hullámhosszúságú 1020-1040 1100 nm.
Minden fotoszintetikus prokarióták további fényt-betakarító pigmentek - karotinoidok elnyelik a fényt a kék és a kék-zöld része a spektrum (450-550 nm).
Fototróf baktériumok élnek anaerob tavakban területen, ahol a H2 S. A mélysége 10-30 m infravörös sugárzás nem hatol, a maximális energia esik a fény # 955; hullámok 450-500 nm.
Látható fény befolyásolja a viselkedését a fotoszintetikus baktériumot. Van egy jelenség fototaxis. F. - ez a reakció a baktériumok változtatni a spektrális összetételét a fény vagy a megvilágítás. Eubaktériumok fotoreceptorok bakterioklorofillek és a karotinoidok. A archaea speciális érzékelő pigmentek nyert (halobacteria szenzoros rhodopsins). Pozitív fototaxis - mozgás baktériumok fény, negatív - a sejtek mozgását abba az irányba, csökkenő fénysűrűség.
Egyes baktériumok, amelyek nem használják a fény energiáját, ez szolgál egy adott szabályozó anyagcsere folyamatokat. Tehát, a víz a Pseudomonas putida baktérium által látott fény aktiválása bizonyos enzimek, amelyek úgy tekinthetők, mint egy adaptációs, mert kezdődik a világítás a fitoplankton szintézis termékek, amelyeket a heterotróf baktériumok.
Egyes nonphotosynthetic baktériumok jellemző a fotokróm. Photochromic - a függőség a pigmentek a világítás. Jellemző myxobacteria, aktinomicéta és sokan közülük közel mikroorganizmusokat. Például, a karotenoidok szintézise stimulált bizonyos mikobaktériumok kék. Fotokromatikus követhetjük, mint a kromoszomális és plazmid gének. Pigmentek képesek megvédeni ezeket az organizmusokat az az intézkedés a látható színben.
Napfény erős antimikrobiális akció. Az akció látható fény felelős kevesebb, mint 1% letális károsodás (80% -os halálos kapcsolatos károsodás érje fény hullámhossza kisebb, mint 312 nm-nél). Látható fény hullámhossza 450 nm indukál bázispár szubsztitúciót és kereteltolódásos mutációk az E. coli. Fény hullámhossz 550 nm, különösen 410 nm-ok a fotolízis Myxococcus Xanthus. A hatás határozza meg elnyelt fény ferroprotoporphyrin.
Vannak olyan anyagok fényérzékenyítő molekula, amely egy kromofor, amely elnyeli a fényt és továbbítására az energiát más molekulák nem képes elnyelni a fényt. Keresztül színtelen sejtek fény áthalad következmények nélkül. De ha belépsz egy ilyen fényérzékenyítő sejt, sérült. Természetes fotoszenzibilizálók - klorofill, fikobilinek, porfirin és mások.
Hatás az infravörös sugárzás a mikroorganizmusok
A hullámhosszú sugárzást 1100 nm eddig nem regisztráltak semmilyen biológiai hatást. A fő hatása az infravörös sugárzás - hő.
Hatása ultraibolya sugárzás a mikroorganizmusok
A legveszélyesebb mikroorganizmusok az UV sugárzásnak. Megkülönböztetni a közeli, középső és távoli UV.
Közeli UV - egy hullámhosszú sugárzást a 400-320 nm.
Közel UV kis adagokban, megtöri a mechanizmusok a mozgás és a taxik. Ebben az esetben a kromofór flavoprotein.
A szubletális dózisok okoz növekedési késleltetés, sejtosztódási sebességét gátolja indukciója az enzimek, a képesség, hogy támogassa a baktériumok fág.
Ezek a hatások határozzák meg az a tény, hogy a bakteriális T-RNS-t a 8. pozícióban van jelen szokatlan bázis 4-tiouridin (hiányzik eukariótákban). Ez a bázis elnyeli az UV fény van a legnagyobb hatással a 340 nm hullámhosszon. Excited fény 4-tiouridin kötődik citozin található, a 13. pozícióban az m-RNS, amely gátolja a kötődését a tRNS-t az aminosavak, és ezért vezet szuszpenziót a protein szintézist.
Viszonylag nagy dózisokban közeli UV - mutagén és halált okozó hatások. DNS-károsodás nem annyira az UV sugarak, a másik gerjesztett molekulák fény. Szintén ezek a hatások értéke közel UV abszorpciós 4-tiouridin. A mutagén és letális hatása függ az oxigén jelenléte.
A letális hatás jár nem csak a DNS-károsodást, hanem a membránokat (a közlekedési rendszerek).
Biológiai hatásai közép- és hosszú UV hasonló. DNS elnyeli az UV a régióban a 240-300 nm. azaz a középső és távoli UV-abszorpciós csúcsot egy régiójának 254 nm egy laborban. UV-sugárzás lámpák uralkodik 260 nm (alsó határa a fény hullámhossza esemény a Föld felszínén, körülbelül 290 nm-nél).
Közel és távol UV mutagén és halálos hatása. A fő mechanizmus a káros hatás - a kialakulását pirimidin dimerek. A dimer szerkezetét tartalmazhat két szomszédos timin (T-T) vagy citozin (C) vagy timin és citozin (T-C). dimer képződés miatt közötti kovalens kölcsönhatás DNS-bázisok. Továbbá, van egy törés a hidrogénkötések a DNS-t. Ez (1 és 2) megjelenéséhez vezet, nem életképes mutánsokat. Szintén UV hidroxilezés bekövetkezik citozin és uracil DNS keresztkötés kialakulása a proteinnel, a formáció térhálók DNS, DNS-denaturálás.
Mivel a káros és halálos hatása az UV sugárzás, annak ellenére, hogy ez a leginkább energiában gazdag sugarak, amelyek nem használják a fotoszintézis folyamatában. Az alsó határ fotoszintézis - az, hogy egy hullámhosszon 450 nm-es.
Hatása az ionizáló sugárzás élőlényekre
Ionizáló sugárzás - sugárzást kapunk, amelynek nagyon nagy energiájú, knock elektronokat az atomok, és azokat csatolja más atomokkal pozitív és negatív ionok. Úgy tartják, hogy az ionizációs - fő oka sugárzás károsítja a citoplazmában, és a károsodás mértékét arányos számú ion párok.
A fény és a legtöbb napsugárzás nem rendelkezik ezzel a képességgel.
A forrás az ionizáló sugárzás radioaktív anyagok sziklák. Szintén jön az űrből. Napkitörések, a sugárzás szintje növekszik.
Mesterséges ionizáló sugárzás következtében fordul elő a nukleáris fegyverek tesztelése, atomerőmű működését, a radioizotópok orvosi, tudomány, stb
Nagy ökológiai jelentősége van a következő típusú ionizáló sugárzás:
1. # 945; radioszénnel - korpuszkuláris sugárzás - a magja egy hélium atom. Az útvonal hossza a levegőben néhány cm. A leállítja a papírlap vagy szaruréteg az emberi bőrt. Azonban megállították a helyi ok erős ionizációs.
2. # 946; radioszénnel - korpuszkuláris sugárzás - a gyors elektronok. úthossz a levegőben néhány méter, és néhány centiméterre a szövet.
# 945; sugárzással és # 946; radioszénnel van a legnagyobb hatása, elnyelődnének élő szövet.
3. # 947; y sugárzás - ionizáló elektromágneses sugárzást. Azt a nagy képessége. Könnyen behatol az élő szövet. Ez hatással lehet, ha a sugárforrás kívül helyezkedik el a szervezetben.
4. röntgensugárzás - elektromágneses sugárzás, nagyon közel van a # 947; sugárzás.
Az ionizáló sugárzás által leginkább rezisztens mikroorganizmusok (több mint 10 6 rad). Glad 1 - van ilyen sugárzás dózis, amelynél 1 g szövet van 100 erg energiát. 1 Röntgen = 1 rad. Emlősök fogékony egy adag 100 rad.
A mechanizmus a káros hatás
A fő cél az ionizáló sugárzással - DNS. DNS-károsodás lehet közvetlen vagy közvetett. Közvetlen - egyszálú vagy kettős-szálú DNS törések. Ritkák.
Gyakoribb által közvetített károsodást. Kapcsolatban merülnek fel a szabad gyökök képződését okozó egy- és a kettős szálú törések (módosított pirimidin bázisok), amely elvezet a DNS-polimeráz denaturálása. Ezen túlmenően, a feltörekvő szabad gyökök fehérjede. Mindez azt eredményezi, hogy a halál a mikroorganizmusok, beleértve vírusok.
1. A fő mechanizmus sugárrezisztenciájukhoz vezetve (UV és ionizáló sugárzás) egy jól működő DNS-javító rendszerrel.
2. A pigmentek (karotinoidok) van radioprotektív tulajdonságokkal, de hatékony védelmet nyújt az UV expozíciót.
3. Az anyagok jelenlétét a sejtekben, radioprotectors (például kéntartalmú aminosavak D. radiophilus), megvédi a sejteket a sugárzás, de ez a mechanizmus nem elegendő.
4. A sejtfal szerepe lehet a DNS-javítás rendszerekben. A D. radiophilus sugárzás által kiadott enzim exonukleáz, hogy részt vesz a DNS-javító.
Sugárrezisztenciájukhoz vezetve mikroorganizmusok széles körben változik. Az ellenállás fokát bármilyen típusú sugárzás, különösen az UV és ionizáló sugárzás eltérő lehet.
Az egyik ellenáll az UV sugárzásnak tekinthető a tengeri ostoros Bodo kikötő. Ellenállás oka lehet, hogy az élőhely jellemzőinek. Így az izolált mikroorganizmusok radon forrásokból 3-10-szer jobban ellenáll a sugárzásnak, mint rokonaik a szokásos élőhely.
Hűtőrendszerekben a nukleáris reaktorok, ahol a sugárzási dózis nagyobb június 10 FER (fizikai ekvivalens röntgen) által lakott különböző baktériumok, beleértve a Pseudomonas nemzetség.
Az egyik rezisztens baktériumok mind az UV és a # 947; sugárzás utal deynokokkam (p Deinococcus.) - D. radiophilus. Ez a baktérium látszólag képes javítani a kettős szálú DNS-megszakításokat is halálos a legtöbb mikroorganizmus.