—30% нуклеиновых кислот (РНК и ДНК). В состав молекулы ДНК входят пуриновые в пиримидиновые основания: гуанин (Г), аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц) и метилцитозин, причем аденин всегда связан с

тимином, а гуанин — с цитозином. Соотношение -CiH этих.

А 4- Т

гетероциклических пар оснований изменяется в зависимости от

Г 4- Ц.

систематической принадлежности микроорганизма. Так, д ^

ДНК человека равно 0,66, у пшеницы — 0,94, у дрожжей — 0,56, а у некоторых бактерий — 2,5. Содержание ДНК в клетках микроорганизмов за время культивирования изменяется сравнительно мало, в то время как содержание РНК в быстрорастущей культуре может увеличиться во много раз. У бактерий количество РНК в период размножения возрастает с 3—4 до 18—20%. В отличие от ДНК в молекуле РНК вместо тимина находится урацил.

Г 4- II

Соотношение у в РНК микроорганизмов более постоянно, чем в ДНК и обычно составляет 1,0—1,6. Пуриновые и пиримидиновые основания, их нуклеозиды или мононуклеотиды, такие, как инозиновая кислота, экономически выгодно получать путем микробиологического синтеза.

Клетки микроорганизмов — богатый источник витаминов, особенно группы В. Они содержат рибофлавин, тиамин, биотин, инозит и др. Некоторые бактерии (пронионовые, метанобразую-щие) и актиномицеты синтезируют витамин В12. В клетках дрожжей найден эргостерин (0,2—0,8%), облучая который, получают до 80 тыс. и. е. на 1 г витамина Е>2.

Ряд микроорганизмов содержит каротиноиды. Так, в дрожжах рода Rhodotorula 300—400 мкг/г р-каротина; в них имеются также липиды и углеводы. Иногда в клетках дрожжей накапливается 1,5—4% гликогена (крахмалоподобное вещество). В неблагоприятных условиях в клетках увеличивается содержание трегалозы. Специфические полисахариды микроорганизмов в виде слизи покрывают бактерии, находящиеся в неблагоприятных условиях (Azotobacter, Leuconostoc). Прочность клеточной стенке дрожжей придают полисахариды — глюкан (до 8% сухой массы), а также маннан (до 2% сухой массы).

Липиды в микробных клетках образуют биомембраны и накапливаются как запасные вещества. Некоторые дрожжи (Rhodotorula gracilis, Endomyces vernalis, Torulopsis lipofera) могут накопить до 50% липидов по сухой массе. В хлебопекарных к пивных дрожжах количество липидов обычно не превышает 7%. Из стеридов в микроорганизмах встречается эргостерин. За время развития микроорганизмы выделяют многие вещества в окружающую среду.

Количество воды в клетках значительно превышает содержание всех остальных компонентов.

РОЛЬ ВОДЫ В ПРОЦЕССАХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Содержание воды в клетках достигает 65—80%. В протоплазме на каждую молекулу белка приходится около 1800 молекул воды, причем состав ее в клетках непрерывно обновляется. В зависимости от условий культивирования содержание воды в клетках может меняться. Часть воды находится в межклеточном пространстве, это внеклеточная вода, а часть воды находится в самих клетках. В свою очередь находящаяся в клетках вода может быть в свободном и в связанном с поверхностью макромолекул виде.

В биологических системах связанной называют воду, которая прочно связана с поверхностью макромолекул биополимеров. Каждый грамм ДНК связывает 0,45 г воды, которая образует гидратный слой толщиной 0,3 нм. 1 г яичного альбумина связывает 0,25 г воды, образуя гидратный слой толщиной 0,25 нм. В микроорганизмах обнаружено примерно 15—18% связанной воды. В связи с присутствием макромолекул связанная вода значительно отличается по свойствам от обычной воды. Ее нельзя использовать в качестве растворителя веществ, она не замерзает даже при —70°С. Для связанной воды характерна пониженная электропроводность. Термодинамически эта вода мало отличается от льда. Связанную воду целесообразно рассматривать как структурный элемент, а не как среду.

Большую часть находящейся в клетке воды составляет свободная вода, которая является реакционной средой и растворителем веществ. При участии гидролитических ферментов она включается в множество реакций, в результате которых образуются новые вещества с совершенно новыми свойствами. Таким образом, вода является не только средой, в которой протекают все биохимические процессы, но и активным преобразователем веществ. Эти важные функции она осуществляет благодаря малой молекулярной массе и особенностям строения. Молекулы воды представляют собой диполи, которые взаимно притягиваются, вызывают распад других веществ на анионы и катионы и вместе с этим вещества, растворенные в воде, получают большую реакционную способность.

22

23

Из шести электронов наружного электронного слоя атома кислорода в молекуле воды два электрона химически связаны с атомами водорода, а четыре электрона, т. е. две электронные пары, остаются свободными и участвуют в образовании межмолекулярных водородных связей. По-видимому, некоторые группы белковых молекул связывают воду посредством водородных связей. В молекуле белка с помощью водородных связей уменьшается расстояние между соседними атомами. Вода участвует Также в активации карбоксильных груп