Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 118

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 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 210 >> Следующая

В целом радиационно-химические выходы продуктов повреждения ДНК, образующихся в результате /3-распада инкопорированных радионуклидов, примерно соответствуют тем, которые наблюдаются при внешнем воздействии /3-излучения в равных экспозиционных дозах.
Следует отметить, что только крайне незначительная часть радиационных повреждений, возникающих в ДНК при воздействии излучений, сохраняется надолго в облученных клетках. Подавляюще бблыпая часть их устраняется в ходе репарации ДНК.
6.2. Репарация ДНК от повреждений
Из происходящих в облученных клетках изменений наиболее значимыми являются повреждения — мутации и хромосомные аберрации, поскольку они передаются в ряду клеточных поколений и определяют типы генетических дефектов. Известно, что многие из них служат
6. Повреждения и процессы восстановления ДНК
255
отражением нестабильности генома, являются причиной наследственных заболеваний, приводят к трансформации клеток (одна из стадий злокачественного перерождения клеток) или к их гибели.
Естественно, что в процессе эволюции были выработаны системные реакции, предохраняющие геном от вредных воздействий, репарирующие его от возникших повреждений и поддерживающие его постоянство.
Первичные изменения ДНК — это начальный, узловой этап многостадийного мутационного процесса. Важнейшая стадия, контролирующая мутагенез, — репарация ДНК.
6.2.1. Ранние исследования
На существование репарации ДНК впервые обратили внимание при анализе летального действия ультрафиолетового (УФ) излучения на бактерии. Еще в 1928 г. было показано, что наибольшей эффективностью в летальном эффекте обладают кванты этого излучения с длиной волны 260 нм, которые избирательно поглощаются азотистыми основаниями ДНК. Возникло предположение, что мишенью для летального действия УФ радиации служит бактериальная ДНК. Обосновать это предположение удалось лишь после открытия роли ДНК в наследственности. Стало очевидным, что для клеток фотохимическое повреждение генетических структур является губительным.
В 1960 г. были выявлены фотохимические повреждения ДНК, ответственные за летальное действие ультрафиолетового излучения. Ими оказались димеры тимина, возникающие в результате связывания двух соседних оснований одной полинуклеотидной цепи. Появление димеров приводит к локальному нарушению вторичной структуры ДНК и подавлению активности того гена, в котором произошла диме-ризация.
Было показано, что вероятность летального действия данной дозы УФ излучения зависит от условий, в которых выдерживают облученные клетки (освещение, состав питательной среды и т.д.). Так как эти факторы не влияли на первичные фотохимические повреждения, заключили, что бактерии способны репарировать свою ДНК, освобождаясь от некоторых из фотохимических повреждений, а легальны те повреждения, от которых репарация невозможна.
Значительный прогресс в этой области исследований был достигнут благодаря открытию мутантов, дефектных по репарации ДНК. Было обнаружено, что мутации в любом из трех генов — uvr A, uvr В и uvr С в клетках Е. coli значительно повышают чувствительность бактерий к действию УФ излучения. Эти гены расположены в трех далеко отстоящих друг от друга участках генетической карты. Вероятно, нормальный продукт, кодируемый ими, участвует в процессе репарации.
Природу одного из молекулярных процессов репарации ДНК открыл в 1964 г. Сетлоу с соавторами. Опыты проводились с нормальными и мутантными бактериями, ДНК которых предварительно метили
256 Гл. VI. Реакции клетки на действие ионизирующих излучений
3Н-тимидином. Оба типа клеток получали равную дозу УФ излучения, после чего изучали количество 3Н-тиминовых димеров в клеточных экстрактах.
Полученные результаты показали, что в обоих экстрактах содержится одинаковое количество тиминовых димеров в расчете на клетку. Однако в чувствительном к УФ излучению штамме все тиминовые димеры оказались в составе высокомолекулярной фракции, т. е. структурно целостной ДНК. Напротив, в нормальном штамме тиминовые димеры обнаруживались в составе коротких фрагментов, состоящих не более чем из шести нуклеотидов.
Отсюда авторы заключили, что в ДНК как нормальных, так и мутантных штаммов образовалось одинаковое число начальных фотохимических повреждений. Однако нормальные клетки Е. coli обладают ферментативной системой, которая вырезает тиминовые димеры из облученных полинуклеотидных тяжей, заменяя их нормальными тимидиловыми нуклеотидами. Пониженная выживаемость мутантных клеток, по-видимому, связана с отсутствием активного фермента, необходимого для вырезания (эксцизии) димеров тимина.
В дальнейшем было показано, что в рассматриваемом процессе участвует эндонуклеаза, вызывающая однонитевые разрывы в ДНК с УФ повреждениями. Эта эндонуклеаза имеется в нормальных штаммах Е. coli и в мутантах по гену uvr С, но отсутствует в мутантах по генам uvr А и uvr В. Из этого можно заключить, что гены uvr А и uvr В кодируют разные субъединицы эндонуклеазы, репарирующей ДНК от УФ повреждений.
Вслед за вырезанием тиминовых димеров и окружающих их нуклеотидов начинается репарационная репликация. Ее существование было доказано в экспериментах с бактериями, которые после облучения УФ светом инкубировали в присутствии радиоактивного бромурацила. Накопление радиоактивной метки свидетельствовало о включении в облученные клетки бромурацила, который используется при репликации ДНК вместо тимина.
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed