Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 116

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 210 >> Следующая

Феномен мутационных изменений был открыт в радиобиологических опытах. Развитие представлений о его биологической значимости также происходило во многом на основании данных радиобиологии. Стало аксиомой, что такие последствия действия радиации на организм, как клеточная гибель, хромосомные аберрации и опухолевая трансформация, возникают в ходе мутационного процесса или служат его проявлениями как результат необратимых повреждений первичной структуры клеточной ДНК во время самого облучения. Таким образом, одним из следствий возникновения мутационных изменений в геноме является увеличение вероятности развития патологии.
Не менее значима другая, лишь отчасти связанная с возможностью развития патологии функция непостоянства, изменчивости генома — адаптационно-эволюционная. При ее осуществлении также возникают мутационные явления, сходные по внешним признакам с генетически
6. Повреждения и процессы восстановления ДНК
251
наследуемыми, но они имеют иную частоту и механизмы, сопровождают процессы клеточной дифференцировки, регуляции активности генов. Они передаются в потомстве клеток эпигенетически, направлены на адаптацию к изменяющимся условиям среды и обеспечивают эволюционный процесс.
6.1. Повреждения ДНК
Поглощенная мишенью — макромолекулой ДНК — энергия ионизирующих излучений обусловливает, как уже говорилось, ионизацию и возбуждение в молекулах, локализованных в чувствительном объеме. Ионизации, в отличие от возбуждений, с определенной вероятностью приводят к разрыву химических связей в молекулах. Количество ионизаций, индуцируемых в треке частицей, пересекающей чувствительный объем (с учетом J-электронов), зависит от качества излучений. Так, при рентгеновском или 7-излучениях в ядре диаметром 8 мкм индуцируется несколько десятков ионизаций, что эквивалентно дозе, приблизительно, в 1 мГр. При пролете а-частицы (4 МэВ) в ядре с теми же параметрами происходит 23000 ионизаций, эквивалентных дозе 370 мГр. Однако следует отметить, что плотность ионизации неоднородна даже в треках частиц с малыми величинами ЛПЭ.
Известно также, что число разорванных химических связей зависит не только от ионизации и возбуждения молекул, но и от их локальных концентраций в треке пролетающей частицы. Эти концентрации в свою очередь зависят от способа пространственной упаковки молекулы-мишени. При равной концентрации молекул-мишеней в некотором объеме проход соответствующей частицы может реализовать различные типы повреждений. Например, если отдельные участки молекулы пространственно сближены и находятся в области пролетающей частицы, увеличивается вероятность одновременных разрывов в этих участках.
В зависимости от ЛПЭ пролетающей частицы при прочих равных условиях облучения количество и типы разрывов в анализируемом участке молекулы-мишени варьируют. Множественные повреждения макромолекул в локальной области называют комплексными. Таким образом, спектры повреждений в молекулах-мишенях зависят от способа пространственной организации их отдельных фрагментов и качества излучения.
Все типы повреждений ДНК в облученной клетке можно условно разбить на следующие три группы.
К первой группе принадлежат изменения в каждой из цепей двухспиральной молекулы ДНК, не нарушающие ее пространственную непрерывность как целого. Среди таких повреждений выделяют однонитевые разрывы (ОР), модификации и повреждения оснований, образование щелочелабильных участков и др. Большинство повреждений этого типа образуется вследствие атаки соответствующих участков ДНК радикалами, генерируемыми в среде, т.е. в результате непрямого действия излучений.
252
Гл. VI. Реакции клетки на действие ионизирующих излучений
Вторую группу образуют повреждения, приводящие к нарушению пространственной и, следовательно, информационной непрерывности двухспиральной молекулы ДНК как целого. К повреждениям этого типа относят двуыитевые (двойные) разрывы (ДР), являющиеся следствием образования ОР на противоположных цепях ДНК. При этом расстояние между ОР на противоположных цепях может варьировать от единиц до превышающих десяток нуклеотидных пар.
К третьей группе повреждений ДНК в облученной клетке можно отнести нарушение ее вторичной структуры и надмолекулярной организации, вклад которых в общую картину лучевых повреждений пока еще недостаточно изучен.
6.1.1. Повреждения Д НК при внешнем облучении клетки
При плотной упаковке ДНК (например, в составе конденсированного хроматина) и при внешнем действии излучений с высокими значениями ЛПЭ в ограниченном участке ДНК, кроме указанных выше повреждений, в каждой из цепей ДНК могут возникнуть отдельные или несколько ДР с множественными локальными повреждениями макромолекулы. Например, компьютерные наблюдения показывают, что при проходе а-частицы (140 кэВ/мкм) через структуру декон-денсированного хроматина появляются фрагменты ДНК размером в 100 нуклеотидных пар, а для конденсированного хроматина (соленоид) — 1200-1400 нуклеотидных пар.
Эти и ряд других данных свидетельствуют об образовании кластеров комплексных повреждений ДНК в пределах отдельных сложно упакованных фрагментов хромосом. При этом ДР составляют только некоторую часть комплексных повреждений в кластере, зависящую от ЛПЭ излучений. Радиационно-химический выход ДР, особенно для излучений с высокими ЛПЭ, зависит линейно от величины дозы внешнего облучения. Это указывает на возможность возникновения ДР в результате поглощения энергии трека даже одиночной ионизирующей частицы на локальном участке ДНК.
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed