Математическое моделирование восстановления клеток от радиационного поражения

• Автор: Андреев, Алексей Дмитриевич
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 123 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ФЕНОМЕН ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ЕГО РОЛЬ В РАЗВИТИИ РАДИАЦИОННОГО ПОРАНЕНИЯ

Глава 2. МОДЕЛИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КЛЕТОК ПРИ ОСТРОМ

ОБЛУЧЕНИИ И ПРИНЦИП УМЕНЬШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ .

Модель I .
Модель П
Модель Ш .
Модель 1У.

Дополнение к главе 2 .

Глава 3. ОБЩАЯ МОДЕЛЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ОБЛУЧЕНИЯ

Дополнение к главе 3 .
Глава 4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛУЧАИ ОБЩЕЙ МОДЕЛИ, СОГЛАСИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ И ПРИМЕРЫ ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ .
Модель восстановления при фракционировании.
Модель восстановления при пролонгированном облучении.
Модель восстановления при облучении короткоживущим изотопом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Работы по изучению репарации ДНК, исходя из природы ионизирующего воздействия, можно условно разделить на два класса I репарация УФиндуцированных повреждений и 2 репарация повреждений, вызванных редкоионизирующим излучением. Наиболее полно изучен первый класс. При УФоблучении в ДНК основными летальными фотопродуктами являются циклобутановые димеры пиримидиновых оснований . Такие димеры не единственные продукты, возникающие при УФоблучении, и их образованием нельзя объяснить все эффекты действия УФсвета. Однако они являются единственными фотопродуктами с хорошо известной структурой, оказывающими сильное биологическое действие 8. Первым описанным случаем восстановления ДНК при УФоблучении явилась фотореактивация , , 2. Под фотореактивацией обычно понимают восстановление поврежденной УФлучами биологической системы в результате пострадиационного воздействия квантов видимого света. Механизм фотореактивации состоит в расщеплении димеров пиримидиновых оснований ферментом фотореактивации при действии видимого света, который был обнаружен в клетках самых различных организмов от микроорганизмов до млекопитающих 4. Сетлоу был первым, кто предположил, что репарация монет происходить путем удаления повреждений 0. Этот тип репарации обнаружен в клетках бактерий, дрожжей, растений и млекопитающих , , 1. Отметим, что с помощью эксцизионной репарации из клетки удаляется наибольшее количество УФиндуцированных повреждений ДНК. Как известно, пиримидиновый димер блокирует репликативный синтез 8, 9. Однако, было установлено, что бактерии, не способные выщеплять димеры из ДНК, сохраняют жизнеспособность при наличии в их геноме десятков пирамидиновых димеров 6. Специальные эксперименты показали, что нерепарированные до синтеза пирамидиновые димеры блокируют продвижение репликативного комплекса, но не мешают последующей реинициации ДНК. Дополнительные исследования позволили построить модель, согласно которой на поврежденной матрице происходит синтез ДНК с вторичными повреждениями пробелами, располагающимися против димеров, и затем закрывающимися в ходе процесса, получившего название пострепликативной репарации 5. Таким образом, репарация УФповреждений включает в себя репарацию до и после репликации, которые дополняют друг друга, обеспечивая устойчивость биологических систем к УФлучам. Обратимся теперь к исследованиям второго класса. Ионизирующие излучения вызывают в ДНК в отличие от УФ разнообразный спектр повреждений , 5, из которых наибольшее биологическое значение на клеточном уровне имеют одно и двунитевые разрывы, а также изменения азотистых оснований. Репарацию одиночных разрывов можно причислить к механизмам, аналогичным эксцизионной репарации которая рассматривалась выше, так как одиночные разрывы большей или меньшей протяженности имеют место при эксцизионной репарации любого типа повреждений, не исключая спонтанных . Эксцизионная репарация существует и в отношении оснований, модифицированных ионизирующим излучением. Система выщепления оснований ДНК, измененных ионизирующими излучениями, отлична от системы эксцизионной репарации в случае УФповреждений , вследствие чего сложилось мнение, что восстановление любых повреждений ДНК, затрагивающих одну ее нить, происходит так, что начальный и заключительный этапы репарации повреждений сходны, хотя и могут осуществляться разными ферментами. Главный принцип такой репарации это использование комплементарной нити ДНК, не поврежденной в месте, противостоящем повреждению. В случае двойных разрывов указанный тип репарации принципиально невозможен, что приводило некоторых исследователей к мысли о необратимости таких повреждений. Отдельные эксперименты подтверждали это предположение III, 2, 4. Между тем несложные подсчеты свидетельствовали в пользу обратимости двунитевых разрывов ДНК. Выбирая дозу, при которой клетки выживали, вычисляли количество двойных разрывов, оказывающихся в ДНК облученных клеток. И если бы эти повреждения оставались нерепарированными, клетки должны были погибнуть. Отметим, что исследование обратимости двойных разрывов очень важно, так как этому типу повреждений отводится главная роль в летальном эффекте радиационного поражения.