Учебное пособие предназначено для студентов сельскохозяй$

156
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
рН и ионной силы воды и пр.) и внутренних факторов (при"
роды организма, фазы его развития, состояния, питания,
наследственности и др.). При этом надо учитывать возмож"
ность трансформации самих поллютантов в организме, на"
пример их превращение в токсичные вещества.
Многие организмы способны адаптироваться к поллю"
тантам. Мы отмечали это свойство у сине"зеленых водо"
рослей, микроорганизмов и др. При этом надо учитывать
два способа адаптации: создание биохимических механиз"
мов защиты и наследственный (мутационный) фактор.
Первый срабатывает у данного организма в некоторых пре"
делах, не сильно отличающихся от нормы, а второй — в
популяции в максимуме или минимуме действия факто"
ра, когда данный организм практически не способен к су"
ществованию, однако появляются новые особи"мутанты,
более приспособленные к изменившимся условиям.
Таким образом, саму токсичность можно рассматривать
на уровне клетки, организ"
ма, популяции, экосистемы.
Для этого надо хорошо пред"
ставлять себе клеточные ми"
шени (рис. 31) и механизмы
защиты от поллютантов.
Строение типичной жи"
вотной клетки представле"
но на рис. 31. Важнейшими
ее компонентами являются
мембраны, цитоплазма, ор"
ганеллы и ядро. Оболочка
отделяет клетку от внешней
среды, способствуя поддер"
жанию в ней гомеостаза. Ее
белки — «насосы» и «кана"
лы», а также градиент кон"
центраций снаружи и внут"
ри по ряду соединений спо"
собствуют переносу веществ
внутрь (эндоцитоз) и нару"
жу (экзоцитоз). Рецепторы,
Рис. 31
Строение животной клетки
1
— комплекс Гольджи; 2 — микросо"
ма; 3 — плазматическая мембрана;
4
— вакуоль; 5 — пиноцетарный пузы"
рек; 6 — ядерная мембрана; 7 — ядро;
8
— митохондрии; 9 — эндоплазмати"
ческий редикулум; 10 — цитоплазма;
11
— ядрышко; 12 — лизосомы.

 Глава 6. ЭКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ
157
находящиеся снаружи, участвуют в межклеточном взаи&
модействии, передаче сигналов внутрь клетки. Ее липид&
ный бислой управляет протеканием реакций с участием
интегральных ферментов, которые являются катализато&
рами биохимических реакций, а разность потенциалов
между внутренней и внешней поверхностью мембраны
является дополнительным источником энергии.
Мембрана опирается на цитоскелет (микротрубочки и
микрофиламенты), который участвует во внутриклеточ&
ном переносе веществ. Мембраны отделяют различные ком&
партменты клетки (цитоплазма пронизана трубчатыми и
пластинчатыми мембранами с рибосомами или без них), а
также ее органеллы и ядро. В органеллах (лизосомах, ри&
босомах, эндоплазматическом ретикулуме, пероксисомах,
липосомах) протекает ряд специфических реакций, энер&
гию для которых поставляют митохондрии. А некоторые
органеллы (микросомы, липосомы) служат также для уда&
ления веществ.
В ядре находится генетический аппарат, содержащий
молекулы ДНК (у высших животных в хромосомах) — хра&
нители генетической информации. На них, как на матри&
цах, идет воспроизведение самих ДНК и синтез РНК (соот&
ветственно репликация и трансляция), а на РНК — синтез
белков (транскрипция). Заметим, что полинуклеотиды
встречаются и в некоторых органеллах, например в рибо&
сомах и митохондриях. Последние, как полагают ученые,
являются самостоятельными организмами, проникшими
в клетку и закрепившимися в ней в результате симбиоза.
Первым барьером на пути поллютантов является цито&
плазматическая мембрана клетки. Ее рецепторы связыва&
ют большинство веществ, в том числе токсичных, посылая
многократно усиленный сигнал об этом внутрь, что обеспе&
чивает защитную реакцию клетки. Причем, заметим, что
через мембрану относительно легко по градиенту концен&
траций проходят маслорастворимые (гидрофобные) соеди&
нения и плохо — водорастворимые (гидрофильные), напри&
мер катионы водорода и металлов. Для них существуют спе&
циальные белковые «каналы» и «насосы». Другим путем
попадания веществ внутрь клетки является эндоцитоз.

158
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
После прохождения через мембрану полярные соеди#
нения оказываются в цитоплазме. При этом способные к
образованию комплексов и химических соединений ка#
тионы металлов связываются с белками или нуклеино#
выми кислотами (например, золото, кадмий, ртуть, сви#
нец, цинк — с тионильными группами), а амины — с ме#
таллоферментами.
Некоторые неполярные, но главным образом дифиль#
ные вещества (ПАВ) включаются в состав мембран (цито#
плазматической, органелл), нарушая их структуру и свой#
ства. Причем направленный внутриклеточный транспорт
органических веществ обеспечивает их поступление в со#
ответствующие компартменты и органеллы, где далее они
подвергаются химическим превращениям. Так, определен#
ные соединения в лизосомах расщепляются под действием
гидролитических ферментов, а в пероксисомах — окисля#
ются пероксидом водорода. Частично реакции с участием
ферментов протекают и в цитоплазме.

жүктеу/скачать 2,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: