Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
И было показано, что гамма-облучение семян в этот период индуцирует дополнительный внеплановый синтез ДНК в клетках зародышевого корня (рис. 28). Степень включения меченого тимидина зависела от дозы: с ее увеличением она возрастала, достигала максимума в области 20—40 Гр (5—7 % клеток по сравнению с 0,5 % в необлученном контроле) и при дальнейшем увеличении дозы уменьшалась. При 100—-150 Гр число меченых клеток составило лишь 1 % •
Впоследствии эти результаты были воспроизведены и подтверждены японскими радиобиологами, которые
150 Доз а, Гр
Рис. 28. Внеплановое включение меченого тимидина в ДНК клеток зародыша семени гороха под влиянием гамма-облучения
также пришли к заключению, что данное явление доказывает существование процессов молекуляр- 5 s -ной репарации в клетках s растений (X. Ямагучи и соавторы, 1975).
Имеются сведения и о молекулярном восстановлении некоторых белков, в частности ядерного белка хроматина, отдельных оснований ДНК. Но и в их основе лежит восстановление структуры ДНК.
Поэтому репарация ДНК считается основным механизмом молекулярного восстановления. Именно
с его помощью устраняются индуцируемые излучениями генетические повреждения.
6.1.2. Восстановление клеточных структур
Еще в 50-е годы было выдвинуто предположение о возможности восстановления радиационных повреждений на уровне хромосом. Оно было основано на множестве экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что при фракционировании дозы излучения количество
аберраций хромосом на клетку существенно зависит от интервала времени между фракциями дозы. Но если при небольших интервалах, измеряемых минутами — часами, практически всегда наблюдается уменьшение числа аберраций, то при последующем увеличении времени между фракциями или количества фракций результаты оказываются довольно противоречивыми: в одних случаях обнаруживается ожидаемое
'53
Интервал между фракциями доз
Рис. 29. Схематическое изображение двух типов зависимости повреждения хромосом от интервала времени между фракциями дозы облучения (Е. Э. Ганасси, 1976)
монотонное их уменьшение до определенного уровня, а в других — после уменьшения наблюдается увеличение вновь. На рис. 29 схематически изображены эти зависимости. И практически все имеющиеся в литературе экспериментальные данные, полученные как в опытах с растениями, так и с животными, описываются либо кривой типа 1, либо кривой типа 2, получившей название кривой Лейна (по имени автора, впервые обнаружившего такую зависимость). Иногда встречаются и менее четкие зависимости, которые не относятся ни к первому, ни ко второму случаю. И как исключение — обратная зависимость: увеличение количества аберраций хромосом при фракционировании дозы.
В целом же считается, что в пострадиационный период может осуществляться восстановление хромосом. Но все же пока нельзя говорить о каком-либо определенном механизме их репарации, так как восстановление хромосом, визуально наблюдаемое как уменьшение количества их нарушений, несомненно представляет собой более сложный процесс, чем восстановление отдельных молекул ДНК. Структурная организация хромосом эукариотов * весьма сложная. Помимо нитей ДНК в их состав входят определенное количество РНК, разнообразные белки, с которыми нуклеиновые кислоты образуют прочные связи. Трудно представить себе, чтобы электронный трек мог разрушить такую структуру. Еще труднее вообразить механизм ликвидации этих повреждений в процессе восстановления, который должен охватывать все перечисленные компоненты хромосом. Хотя и не исключено, что в возникновении аберраций хромосом определяющим является именно повреждение ДНК в виде ее разрывов, а в основе восстановления лежит именно восстановление ДНК.
Имеются данные и о репарационном восстановлении некоторых других структур клетки, и, в частности, мембран, играющих важную роль в развитии радиационного поражения. Установлено, что структура мембраны и ее проницаемость, поврежденные ионизирующими излучени-
* Эукариоты — это организмы, клетки которых содержат оформленные ядра. К иим относятся все высшие животные и растения, а также водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариотов заключена в хромосомах, в отличие от прокариотов — организмов, не имеющих ограниченного мембраной ядра (бактерии), у которых структура, ответственная за передачу генетической информации, включающая ДНК, закреплена на клеточной мембране.
ями, могут восстанавливаться с течением времени после облучения. Однако молекулярные механизмы этого процесса исследованы пока еще слабо.
Какую роль играет репарационное восстановление в общем восстановлении растения пока неизвестно. Достаточно убедительно еще не показана корреляция между радиоустойчивостью видов высших растений и их способностью к репарации. Известны лишь несколько работ, в которых на основании частных исследований высказывается предположение о наличии такой связи. Но в целом, не отрицая важной роли процессов поклеточного восстановления в жизни всех организмов, в том числе и высших растений, можно со всей уверенностью утверждать, что прямой корреляции между способностью клеток меристем к репарации и радиоустойчивостью растений не существует.
