Faits:
A. Par contrat du 10 novembre 2004, H.Z._ et F.Z._ ont cédé à H.X._ et F.X._, moyennant un loyer, l'usage d'une villa individuelle de six pièces au Grand-Lancy (GE). Le bail a été conclu pour une durée d'un an et quinze jours, soit du 15 novembre 2004 au 30 novembre 2005, avec clause de reconduction tacite d'année en année. Le contrat précise que les locaux sont destinés à l'habitation. En dernier lieu, le loyer annuel a été fixé à 42'504 fr., charges non comprises.
Les époux H.X._ et F.X._ se sont séparés peu après s'être installés dans la villa. H.X._ est resté dans le logement avec les deux enfants du couple.
A partir de l'année 2005 environ, H.X._ a sous-loué des chambres de la villa à des prostituées pour qu'elles s'y livrent à leur activité professionnelle. Selon les explications qu'il a données, les chambres sont occupées cinq à six jours par semaine et il reçoit 100 fr. par jour pour cette utilisation. De la publicité a été diffusée sur Internet et dans la presse écrite.
H.X._ n'a jamais annoncé au propriétaire ou au gérant de l'immeuble l'activité de prostitution se déroulant dans la villa qu'il avait louée.
Lors d'un passage à Genève le 23 décembre 2007, F.Z._ - qui réside avec son mari en Turquie - a procédé à une visite non annoncée dans la villa. Elle a découvert alors l'usage qui était fait des locaux loués. H.X._ lui a affirmé qu'il s'agissait d'une activité légale et surveillée et qui ne dérangeait pas les voisins; F.Z._ lui a répondu que "dans ce cas, le loyer de la maison devait être augmenté, car celle-ci n'était plus utilisée comme habitation". Selon le témoignage d'une employée de la régie, F.Z._ est revenue de sa visite "choquée et un peu fâchée". Les époux Z._ ont décidé de ne pas accepter ce changement d'affectation.
Par courrier du 15 février 2008, le gérant de l'immeuble a informé H.X._ et F.X._ que la transformation de la villa en "maison close" n'était pas acceptable; un délai au 15 mars 2008 était fixé pour mettre un terme à la situation, à défaut de quoi le bail serait résilié.
H.X._ a répondu en faisant valoir qu'aucun voisin ne se plaignait. Par courrier du 18 avril 2008, le gérant de l'immeuble a demandé à H.X._, en contresignant le pli jusqu'au 30 avril 2008 en guise d'accord, de prendre l'engagement de ne plus mettre, d'ici au 31 décembre 2008, les locaux à disposition de prostituées. H.X._ n'a pas obtempéré.
Par avis officiel du 7 mai 2008, adressé séparément à H.X._ et F.X._, H.Z._ et F.Z._ ont résilié le bail pour le 30 juin 2008 en se référant à l'<ref-law>.
B. H.X._ et F.X._ ont contesté la résiliation devant la Commission de conciliation. Non conciliée, l'affaire a été portée devant le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève.
Par jugement du 1er février 2010, le tribunal a déclaré valable le congé donné le 7 mai 2008 pour le 30 juin 2008, en ordonnant l'évacuation des locataires.
Saisie par ces derniers, la Chambre d'appel en matière de baux et loyers de Genève, par arrêt du 15 juillet 2010, a confirmé le jugement attaqué.
C. H.X._ et F.X._ exercent un recours en matière civile au Tribunal fédéral contre l'arrêt précité. Invoquant l'arbitraire dans l'établissement des faits et diverses violations du droit fédéral, principalement la violation de l'<ref-law>, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué et, sur demande principale, à ce que le Tribunal fédéral constate la nullité du congé ou, subsidiairement, annule la résiliation du bail; plus subsidiairement ils sollicitent une prolongation du bail d'une durée de quatre ans et, encore plus subsidiairement, ils concluent au renvoi de la cause à l'autorité cantonale, demandant par ailleurs le rejet de la demande en évacuation. Leur demande d'effet suspensif a été admise par ordonnance présidentielle du 22 septembre 2010.
Les intimés proposent le rejet du recours et la confirmation de l'arrêt cantonal.
Un nouvel échange d'écritures, sollicité par les recourants, ne se justifie pas (<ref-law>) et la requête présentée, en l'absence de toute motivation, revêt un caractère dilatoire.

Considérant en droit:
1. 1.1 Les contestations portant sur l'usage d'une chose louée sont de nature pécuniaire; elles ne peuvent donc être soumises au Tribunal fédéral, par un recours en matière civile, que si elles atteignent la valeur litigieuse prescrite par la loi. En matière de droit du bail à loyer, cette valeur s'élève à 15'000 fr. (<ref-law>).
En cas de litige portant sur la résiliation d'un bail, la valeur litigieuse se détermine selon le loyer dû pour la période durant laquelle le contrat subsiste nécessairement, en supposant que l'on admette la contestation, et qui s'étend jusqu'au moment pour lequel un nouveau congé aurait pu être donné ou l'a été effectivement. Pour déterminer la prochaine échéance possible, il faut donc supposer que l'on admette la contestation, c'est-à-dire que le congé litigieux ne soit pas valable. Lorsque le bail bénéficie de la protection contre les congés conférée par les <ref-law>, il convient, sauf exceptions, de prendre en considération la période de trois ans prévue à l'art. 271a al. 1 let. e CO (arrêt 4A_130/2008 du 26 mai 2008 consid. 1.1, in SJ 2008 I p. 461). A considérer le loyer annuel payé par les recourants, la valeur litigieuse minimale de 15'000 fr. requise en matière de droit du bail (<ref-law>) est atteinte.
Interjeté par les parties qui ont succombé dans leurs conclusions en annulation du congé et en rejet de la demande d'évacuation (<ref-law>), dirigé contre un arrêt final (<ref-law>) rendu en matière civile (<ref-law>) par une autorité cantonale de dernière instance (<ref-law>), le recours est en principe recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (100 al. 1 LTF) et la forme (<ref-law>) prévus par la loi.
1.2 Le recours en matière civile peut être interjeté pour violation du droit fédéral (<ref-law>), y compris le droit constitutionnel (<ref-ruling> consid. 1.4 p. 674; <ref-ruling> consid. 1.2 p. 382). Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (<ref-law>). Il n'est pas limité par les arguments soulevés dans le recours ni par la motivation retenue par l'autorité précédente; il peut donc admettre un recours pour d'autres motifs que ceux qui ont été articulés, ou à l'inverse, rejeter un recours en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (<ref-ruling> consid. 1.4 et l'arrêt cité). Compte tenu de l'exigence de motivation contenue à l'art. 42 al. 1 et 2 LTF, sous peine d'irrecevabilité (<ref-law>), le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués; il n'est pas tenu de traiter, comme le ferait une autorité de première instance, toutes les questions juridiques qui se posent, lorsque celles-ci ne sont plus discutées devant lui (<ref-ruling> consid. 1.4). Par exception à la règle selon laquelle il applique le droit d'office, il ne peut entrer en matière sur la violation d'un droit constitutionnel ou sur une question relevant du droit cantonal ou intercantonal que si le grief a été invoqué et motivé de manière précise par la partie recourante (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 1.4 in fine).
1.3 Le Tribunal fédéral conduit son raisonnement juridique sur la base des faits établis par l'autorité précédente (<ref-law>). Il ne peut s'en écarter que si les constatations factuelles de l'autorité cantonale ont été établies de façon manifestement inexacte - notion qui correspond à celle d'arbitraire telle que l'entend l'art. 9 Cst. (<ref-ruling> consid. 1.5 p. 130, 397 consid. 1.5) - ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (<ref-law>).
La partie recourante qui entend s'écarter des constatations de l'autorité précédente doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions d'une exception prévue par l'<ref-law> seraient réalisées, faute de quoi il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait qui diverge de celui contenu dans la décision attaquée (<ref-ruling> consid. 1.4 et 6.2). Le recourant ne peut de toute manière demander une correction de l'état de fait que si celle-ci est susceptible d'influer sur le sort de la cause (<ref-law>). Aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (<ref-law>).
En l'espèce, les recourants présentent leur propre version des faits dans une première partie de leur écriture, sans invoquer de manière précise ni violation du droit ni arbitraire. Il n'y a donc pas lieu d'en tenir compte. Il faut ainsi raisonner sur la base de l'état de fait contenu dans l'arrêt cantonal, sous réserve des cas où les recourants auraient invoqué l'arbitraire de manière précise.
1.4 Le Tribunal fédéral ne peut aller au-delà des conclusions des parties (<ref-law>). Toute conclusion nouvelle est irrecevable (<ref-law>).
2. 2.1 Il ressort des constatations cantonales - qui lient le Tribunal fédéral (<ref-law>) - que les parties ont passé un accord en vertu duquel les intimés cédaient aux recourants l'usage d'une villa moyennant un loyer que ceux-ci s'engageaient à leur payer. On se trouve donc en présence d'un contrat de bail à loyer au sens de l'<ref-law>.
2.2 Les locataires ont reçu un congé extraordinaire fondé sur l'<ref-law>. Ils contestent que les conditions d'application de cette disposition soient réunies.
L'<ref-law> prévoit que le locataire doit user de la chose avec le soin nécessaire (al. 1) et, s'il s'agit d'un immeuble, qu'il doit avoir pour les personnes habitant la maison et les voisins les égards qui leur sont dus (al. 2). Lorsque le maintien du bail est devenu insupportable pour le bailleur ou les personnes habitant la maison parce que le locataire, nonobstant une protestation écrite du bailleur, persiste à enfreindre son devoir de diligence ou à manquer d'égards envers les voisins, le bailleur peut résilier le contrat avec effet immédiat; pour les baux d'habitations et de locaux commerciaux, la résiliation peut intervenir moyennant un délai de congé minimum de trente jours pour la fin d'un mois (al. 3).
Le Tribunal fédéral a déjà eu l'occasion de relever que le libellé de cette disposition est trop restrictif et que celle-ci s'applique en réalité dans tous les cas où le locataire use de la chose en violation des stipulations du contrat (<ref-ruling> consid. 5 p. 113; <ref-ruling> consid. 2a p. 126). Une résiliation anticipée sur la base de l'<ref-law> peut donc intervenir notamment lorsque le locataire affecte la chose à une utilisation incompatible avec la convention des parties (<ref-ruling> consid. 2 p. 111; <ref-ruling> consid. 2a p. 126).
En l'espèce, il a été constaté en fait (<ref-law>) que l'usage de la villa a été cédé au recourant à titre d'habitation.
Selon le sens ordinaire des mots, le substantif "habitation" se définit comme le fait d'habiter dans un lieu, d'y loger d'une manière durable. Les locaux à usage d'habitation sont opposés aux locaux à usage commercial; partant, les recourants devaient raisonnablement comprendre que le terme d'habitation figurant dans le contrat signifiait que la villa qui est l'objet du bail devait servir uniquement de logement pour y vivre, et non pas de local commercial pour développer des affaires; autrement dit, la destination des locaux était de servir de demeure, à l'exclusion de tout autre but (<ref-ruling> consid. 3.2.1 p. 188 s.).
En l'espèce, il a été constaté - d'une manière qui lie le Tribunal fédéral - que l'un des locataires, agissant à des fins lucratives, sous-loue régulièrement des chambres à des prostituées pour que celles-ci s'y livrent à leur activité professionnelle. La prostitution constitue une activité professionnelle exercée à but lucratif qui bénéficie de la liberté économique (<ref-ruling> consid. 2b p. 476). L'exercice régulier d'une activité économique dans les locaux loués entre clairement en contradiction avec la notion d'habitation. Il est donc manifeste que les locaux ne sont plus utilisés de la manière convenue.
Peu importe quelle est la part de la villa qui est consacrée à la prostitution; la chose louée dans son ensemble était destinée, selon les termes du contrat, à l'habitation, ce qui exclut tout autre usage, même dans une partie seulement des locaux loués.
Il y a donc eu violation persistante de l'obligation d'utiliser la chose conformément à l'usage convenu.
Comme l'exige l'<ref-law>, le bailleur a adressé une protestation écrite, mais le locataire a continué d'enfreindre son devoir d'utiliser la chose conformément à l'usage convenu. Il faut observer ici que l'obligation étant indivisible, chacun des colocataires doit être considéré comme obligé (arrêt 4C.103/2006 du 3 juillet 2006 consid. 4 in SJ 2007 I p. 1).
Le congé a été donné à chacun des colocataires, sur formule officielle, en respectant le délai et le terme fixés par l'<ref-law> (cf. aussi <ref-law>).
Le congé a donc respecté toutes les conditions posées par l'<ref-law>.
2.3 Les recourants soutiennent qu'il faudrait encore, à teneur de l'<ref-law>, que le maintien du bail soit devenu insupportable pour le bailleur ou les personnes habitant le voisinage. Ils se réfèrent à ce sujet à l'arrêt 4C.267/1994 du 10 janvier 1995 consid. 2b in mp 1996 p. 7, qui concernait un cas de prostitution dans les locaux loués.
Ils perdent cependant de vue que cette jurisprudence a été renversée par un arrêt de principe publié à l'<ref-ruling> consid. 4 et 5. L'usage de la chose louée relève de la liberté contractuelle et le contrat conclu doit être respecté. Si le bailleur n'a cédé l'usage de la chose que pour un but déterminé et que le locataire l'a accepté en signant le contrat, les deux parties se trouvent liées quant à l'usage de la chose. Le locataire ne peut imposer unilatéralement au bailleur une modification du contrat que celui-ci ne veut pas, en utilisant la chose louée contrairement à la convention des parties. Le bailleur est en droit d'exiger le respect du contrat, sans qu'il soit nécessaire en plus que la violation des clauses contractuelles cause des inconvénients plus ou moins importants. Il n'y a pas lieu de revenir sur cette jurisprudence (cf. <ref-ruling> consid. 5 p. 114).
Il est donc sans pertinence de savoir si la prostitution dans la villa louée causait ou non des nuisances pour les voisins, de sorte que la cour cantonale n'a pas violé le droit à la preuve déduit de l'<ref-law> en n'examinant pas cette question.
2.4 Il est vrai que la cobailleresse, surprise par la nouvelle affectation des locaux, a tout d'abord déclaré qu'il s'agissait d'une nouvelle destination et qu'il faudrait revoir le loyer. Il n'empêche qu'à aucun moment - selon les constatations cantonales qui lient le Tribunal fédéral (<ref-law>) - les deux bailleurs et les deux locataires se sont mis d'accord pour conclure un nouveau bail ou modifier le bail avec une nouvelle affectation et un nouveau loyer. A défaut d'un nouvel accord sur les éléments essentiels d'un contrat, les parties restent liées par le bail conclu. L'utilisation actuelle des locaux constitue donc bien une violation du contrat qui a été passé. La réaction immédiate plus ou moins maladroite de la cobailleresse, surprise de se voir ouvrir la porte de sa villa par une prostituée, n'y change rien.
2.5 Contrairement à ce que soutiennent les recourants, les bailleurs, comme on l'a vu, n'avaient pas à prouver que l'activité déployée dans les locaux loués engendrait des nuisances propres à rendre insupportable le maintien du contrat. En conséquence, la cour cantonale n'a pas violé l'<ref-law> en ne se préoccupant pas de cette question. Les bailleurs devaient certes prouver que les conditions d'application de l'<ref-law> étaient réunies, mais ils n'avaient pas à prouver des faits qui, selon la jurisprudence, sont sans pertinence.
Que les bailleurs aient d'abord invoqué des nuisances ne change rien au fait que la chose louée est utilisée contrairement à l'usage convenu; cela suffit à justifier la résiliation. On ne voit pas trace sur ce point d'arbitraire dans l'établissement des faits.
Les conditions du congé extraordinaire étant réunies et aucune forme d'abus de droit de la part des bailleurs n'étant établie, il ne saurait être question d'une nullité ou d'une annulabilité du congé au sens des art. 271 et 271a CO. Quant à une éventuelle prolongation du bail, elle est expressément exclue par l'<ref-law>.
Partant, le recours doit être rejeté.
3. Les frais judiciaires et les dépens sont mis solidairement à la charge des recourants qui succombent (art. 66 al. 1 et 5, art. 68 al. 1, 2 et 4 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'500 fr., sont mis solidairement à la charge des recourants.
3. Les recourants verseront solidairement aux intimés, créanciers solidaires, une indemnité de 3'000 fr. à titre de dépens.
4. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties et à la Chambre d'appel en matière de baux et loyers du canton de Genève.
Lausanne, le 6 octobre 2010
Au nom de la Ire Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: Le Greffier:
Klett Ramelet