Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
тимнн
аденин 0,07
цитозин 0,08
гуанин 0,04
Освобождение неорганического Р04 юда 1,0 0,09
* Облучение растворов проводили иа воздухе.
Эксперименты с трансформирующей ДНК показали, что ее инактивация обусловлена атакой полинуклеотидной цепи радикалом ОН'. Об этом свидетельствует независимость выхода инактивированных молекул от концентрации кислорода в среде (кислород — перехватчик радикалов е_Гидр и Н’). Сопоставив величины радиационно-химических 'выходов инактивированных молекул с выходом различных типов повреждений, предположили, что инактивация возникает вследствие однонитевых разрывов цепи ДНК.
В целом проблема лучевого поражения 'нуклеиновых кислот в облученных водных растворах далека от разрешения. В настоящее время интенсивно анализируется возможность миграции энергии в молекуле и между молекулами, роль различных модифицирующих факторов в первичных процессах лучевого поражения нуклеиновых кислот, возможность репарации повреждений, вызванных в молекуле ДНК водными радикалами.
# * *
Материал IV главы посвящен рассмотрению непрямого действия ионизирующих излучений в водных растворах. Опосредо-
ванное поражение органических молекул в разбавленных водных растворах обусловлено действием высокоактивных диффундирующих свободных радикалов, возникающих в результате радиолиза молекул воды. Свободные радикалы Н\ ОН', е-гиДР обладают высокой реакционной способностью, они могут вызвать разрушение химических связей в белках, нуклеиновых кислотах и других органических молекулах. Во многих случаях реакция органической молекулы со свободными радикалами воды .приводит к возникновению свободных радикалов органических молекул, которые вступают в различные реакции друг с другом и с другими молекулами. В результате формируются стабильные растворенные продукты — молекулы с измененными структурными и функциональными характеристиками. Это могут быть ферменты с нарушенными каталитическими характеристиками, молекулы ДНК с одно- и двухнитевыми разрывами полинуклеотидных цепей или разрушенными азотистыми основаниями ,и т. д. Некоторые из подобных гаовреждений, в шринципе, могут служить причиной гибели клеток и организмов.
Ряд модифицирующих агентов, таких, как кислород, низкая температура, серосодержащие соединения и другие воздействия, ^изменяют характер радиационно-химических реакций в водных растворах, конкурируя с органическими .молекулами за активные радикалы 'воды или восстанавливая пораженные молекулы. Это открытие стимулировало использование радиопротекторов для защиты клеток и организмов от действия излучения.
Феномен непрямого действия излучения был впервые продемонстрирован на разбавленных водных растворах. Однако это не означает, что непрямое дейстние может наблюдаться только в воде. В принципе, любой растворитель, в котором возникают диффундирующие активные продукты, может служить субстратом для проявления непрямого действия радиации. В главе VI будет подробно разобрано непрямое действие излучения в липидной фазе.
ГЛАВА V
ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА КЛЕТКУ
Выяснение механизма действия ионизирующей радиации на клетку i— одна шз основных проблем радиобиологии. Ее решение имеет важное теоретическое значение, так как позволит расшифровать природу внутриклеточных 'процессов, приводящих к развитию поражения или его восстановлению. Практическая значимость исследований, проводимых на клеточном уровне, несомненна. В основе лучевого поражения любых сложных биологических систем, включая млекопитающих, лежит реакция различных клеток на действие ионизирующей радиации.
Клеточный радиобиологический феномен анализируется со времени открытия рентгеновских лучей и радиоактивности. За этот период накоплен обширный экспериментальный материал о характере морфологических и биохимических изменений в облученной клетке, изучены кинетические закономерности развития лучевого поражения, проведен количественный анализ гибели клеток в облученной популяции. В настоящее время ведутся интенсивные биофизические исследования, посвященные анализу первичных физико-химических процессов, 'происходящих в облученной клетке.
Задача радиационной биофизики состоит ib исследовании центрального звена — последовательности процессов, протекающих с момента возникновения немногочисленных начальных повреждений до возникновения тестируемых биологических эффектов, включая гибель клетки. Для этого используется широкий арсенал физических и физико-химических методов анализа, оригинальные подходы, основанные на фундаментальных физических концепциях о взаимодействии фотонов с веществом, разнообразные модельные системы: изолированные молекулы, различные многокомпонентные системы, субклеточные органоиды, культивируемые клетки различных тканей.
