Технологии водоочистки

Глава 2.7. Характеристика биоценоза активного ила Кинетикой окислительно-восстановительных реакций управляет система автоматического регулирования, подтверждением чему является сбалансированность указанных реакций в клетке. Французские ученые Ф. Жакоб и Ж. Mono [13] выдвинули гипотезу о регулировании синтеза ферментов в клетке, согласно которой существует две группы генов - структурные^ отвечающие за синтез ферментных белков, и регуляторные гены, ответственные за активность структурных генов. Структурные гены расположены в молекуле ДНК один за другим в той последовательности, в которой должны функционировать ферменты, названные структурными (так как от них зависит структура фермента). Кроме них, существует ген- оператор, ответственный за одновременную активность структурных генов. Совокупность структурных генов и гена-оператора называется опе- роном, т.е. оперон - последовательность функционально связанных генов, определяющих синтез белков-ферментов. Исследованиями установле­ но [13], что сигнал на включение или выключение оперона исходит от гена-регулятора, расположенного в той же молекуле ДНК на некотором расстоянии от оперона. Ген-регулятор воздействует на оперон веществом - репрессором. Это специальный регуляторный белок, образующийся в клетках бактерий; служит для прекращения синтеза и так же, как и двухкомпонентный фермент, состоит из двух компонентов: апорепрес- сора (апо- греч. - часть слов, означающих отрицание, утрату), который выделяется геном-регулятором, и корепрессора, которым является конеч­ ный продукт реакции. В отдельности компоненты репрессора пассивны, но соеди11яясь вместе, а это происходит по мере того, как в клетке нако­ пится необходимое количество синтезируемого продукта, образуют ак­ тивный репрессор. Активность репрессора проявляется в блокировании ген-оператора, который выключается и, соответственно, не подает сигнал структурным генам, в результате чего синтез фермента прекращается. Синтез продолжается и оперон включен в случае, если продукт ре­ акции не накапливается. Благодаря описанному процессу торможения синтеза ферментов продуктами реакции клетка функционирует экономично и синтезирует только необходимые соединения. В процессе биоочистки сточных вод, наоборот, требуется не затор­ мозить, а индуцировать синтез фермента, детерминирующего деструкцию загряз11яющего вещества субстрата, так как обычно для деструкции новых 248