Синтез ДНК, а также физическая и функциональная целостность молекул ДНК, как правило, мало подвержены действию температур как в пределах диапазона роста психрофилов, так и за его пределами, но в физиологических границах. Более того, их термостабильность запрограммирована с большим запасом, на что мы уже обращали внимание в главе II. Во многих, повидимому, случаях это положение действительно и для синтеза РНК. Но не всегда (Morita, Albright, 1968).
Изменения в соотношении РНК / ДНК в клетках психрофилов в зависимости от температуры культивирования отражают общеизвестную лабильность первого компонента и стабильность второго. Сравнение мезофила Е. coli и психрофила Ps. fluorescens выявило линейное снижение соотношений ДНК/РНК и белок / РНК у мезофила и слабо заметные сдвиги у психрофила. Представление об этом дает рис. 31 (Arpai et al., 1965).
Среди 22 видов изученных дрожжей самым низким было соотношение РНК/ДНК у факультативно психрофильных дрожжей Nadsoniella nigra (2,4±0,5). Концентрация РНК (РНК + нуклеотиды) у этого организма из расчета на 1 клетку (16,8± ±4,8X10-14 г) также была ниже средних показателей, как и содержание РНК в процентах от сухого вещества (2,0±6). Учитывая исключительно
Рис. 31. Изменение соотношений ДНК: РНК (пунктирная линия) и белок: (сплошная линия) в различные фазы роста культур Е. coll (а) и Ps fluorescens (б) в зависемости от температуры или константы скорости роста (K) (Arpai et al.,1965)
1—лаг-фаза; 2-фазаускорения; 3-экспоненциальная фаза, на оси абсцисс — степень изменении, %; на оси ординат: слева — температура инкубации, °С; справа — log Кх104
высокие аналогичные цифры по ДНК, можно высказать предположение, что в температурных условиях эксперимента (Сокурова, 1973), превышающих оптимум (21- 22° С) на 8—90, синтез РНК был ослаблен неблагоприятным температурным фактором, в то время как изменения в концентрации ДНК были не слишком велики.
Таким образом, синтез белка (и реже синтез РНК) может быть той «горячей точкой», которая лимитирует рост психрофильных микроорганизмов при высоких температурах. При этом место, где разрывается цепь синтеза, строго не фиксировано. Дефект может носить множественный характер, что ставит дополнительный вопрос о выявлении самого слабого звена. Это положение хорошо иллюстрируется выборочной сводкой типичных точек термоиндуцированных повреждений синтеза белка у психрофилов.
Дрожжи
Candida gelida: инактивация сннтетаз и факторов, участвующих в образовании связанных с рибосомами полипептидных цепей (Nash et аl., 1969)
Бактерии
Micrococcus cryophilus: инактивация сннтетаз и конформационные нарушения в комплементарных тРНК (Malcolm, 1968а, Ь; 1969а, Ь, с)
Bacillus cryophilus и Вас. insolitus: нарушения структуры и функции рибосом (Bobier et al., 1972) Неидентифицированная бактерия, шт. 82: одновременная инактивация синтеза белка и рибосом (Purohit, Finnerty, 1967)
Vibrio marinus MP-I: повреждение рибосом под действием активированной рибонуклеазы
(Mathemeier, Rhuta, 1974)