Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, уровень десатуразы жирных кислот у В, те-gaterium регулируют три контрольных механизма: синтез фермента de novo индуцируется при низкой температуре; фермент необратимо инактивируется при высокой температуре; способ' иость к синтезу фермента утрачивается при высокой темцературе (Fu'lco, 1970).
Итак, можно сделать вывод, что регуляция жирнокислотного состава клеточных мембран, которая осуществляется при помощи различных механизмов, является важным условием,, определяющим способность клетки расти при .низких температурах. Тем не менее минимальная .температура роста, по-видимому, не зависит непосредственно от температуры, при которой эти регулирующие механизмы перестают действовать.
В. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РИБОСОМ ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
Как было сказано выше, широко распространенным классом холодочувствительных мутантов являются те из них, которые не способны к синтезу рибосом при низких темпер.атурах. Тем не менее мы не располагаем данными в отношении того, что какие-либо организмы дикого типа отличаются сходными дефектами, когда они растут при минимальной для них температуре или около нее, либо когда их подвергают действию температур ниже той, которая является минимальной для поддержания непрерывного роста. Однако способность к образованию полисом при этом, по-видимому, утрачивается. При изучении скорости удлинения пептидных цепей было установлено, что синтез белка культурами Е. coli идет с постоянной скоростью в течение нескольких часов при температуре ниже минимальной температуры роста этого организма; затем синтез постепенно замедляется и, наконец, полностью прекращается (Goldstein et al., 1964). Позднее ¦было высказано предположение, что чувствительной к холоду стадией синтеза белка является повторное присоединение рибосом к мРНК после того, как они «сошли» с ее З'-конца, завершив предыдущий цикл трансляции (Das, Goldstein, 1968). Авторы, высказавшие это предположение, обнаружили, что клетки Е. coli, инкубированные при 0°С в течение 4 ч, совсем не содержали полисом и не могли синтезировать белки. Однако способность к ¦биосинтезу белка почти немедленно восстанавливалась под действием температуры 37°С в течение короткого промежутка времени. По мнению указанных исследователей, прекращение роста при низких температурах обусловлено утратой клетками Е. coli способности образовывать полисомы.
Было также показано, что после инкубирования при низкой температуре исчезают полисомы Azotobacter vinelandii (Oppen-
heim et al., 1968) и Bacillus stearothermophilus (Algranati et al., 1969). К сожалению, ни в одном из этих случаев не удалось проследить четкую взаимосвязь между температурой, при которой исчезали полисомы, и минимальной температурой роста.
Сравнительно недавно было установлено, что способность изолированных полисом Е. coli удлинять пептидную цепь гораздо менее чувствительна к низкой температуре, чем их способность к инициации полипептидного синтеза (образование полисом) (Tai et al., 1973). При 14°С скорость реакции удлинения цепи была в три раза меньше, чём при 34°С, в то время как инициация почти совсем прекращалась; Предполагают, что лимитирующей реакцией при низких температурах может быть ассоциация рибосом, сошедших с мРНК, которую катализирует фактор инициаций IF3.
. Г. ЗАКЛЮЧЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО
МИНИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ РОСТА
Исследование холодочувствительных мутантов способствовало расширению наших знаний о тех повреждениях, которые приводят к потере функциональной активности при низких температурах. В случае мутантов именно эти повреждения определяют минимальную температуру роста. Вполне вероятно, что аналогичные нарушения обусловливают минимальную темпера-туру роста штаммов дикого типа.
Изменение липидного состава под влиянием температуры служит бесспорно важным фактором, позволяющим микроорганизму расти с максимальной скоростью при низкой температуре; тем не менее нарушение этого типа регуляции вряд ли ответственно за минимальную температуру роста.
Высокая чувствительность процесса образования полисом к низким температурам, наблюдающаяся у ряда организмов, свидетельствует о том, что именно эта стадия может быть причиной прекращения роста некоторых штаммов. Остается выяснить, почему эта реакция подавляется при низкой температуре и какие механизмы позволяют организмам, растущим при низких температурах, осуществлять образование полисом.
Мы уже довольно много знаем о росте бактерий при низких температурах и все-таки пока не можем ответить на следующий важный вопрос: почему одни бактерии перестают расти при температурах гораздо выше точки замерзания воды, а другие продолжают расти? Исчерпывающий ответ на этот вопрос будет способствовать более глубокому пониманию всего процесса роста бактерий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1
Abd-El-Al A., Ingraham J. L, (1969). Cold-sensitivity and other phenotypes resulting from mutation in pyrA gene, J. Biol. Chem., 244, 4039—4045.
Adams J. C., Stokes J. L. (1968). Vitamin requirements of psychrophilic species of Bacillus, J. Bacteriol., 95, 239—240.
