Исследование влияния γ- и УФ-облучения на конформацию молекулы ДНК в водно-органических растворителях

• Автор: Пастон, Софья Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с.

Содержание
Введение
Глава I Влияние радиации на структуру и свойства
молекулы ДНК
1. Действие ионизирующего излучения на конформацию молекулы ДНК
2. Влияние УФ-излучения на структуру
молекулы ДНК
3. Конформация молекулы ДНК в растворе в присутствии неэлектролитов
Глава II Материалы и методы
1. Элементы статистической теории полимерных цепей
2. Основы теории вязкости и ее измерение
3. Основы теории двойного лучепреломления в потоке и установка для измерений
4. Исследование спектров УФ-поглощения и кругового дихроизма ДНК
5. Материалы
6. Условия облучения
Глава III Результаты и обсуждение
1. Исследование конформационных изменений в молекуле ДНК, вызванных у-облучением в водно-этанольных растворах
2. Влияние мочевины на процесс радиационного поражения молекулы ДНК в растворе

3. Исследование гидродинамических и оптических параметров УФ-облученной молекулы ДНК в растворе
Выводы
Литература

Введение
Предлагаемая диссертационная работа посвящена изучению влияния 7- и УФ- облучения на гидродинамические, оптические и спектральные свойства молекулы ДНК в водных и водно-органических растворителях.
Актуальность темы.
К настоящему времени установлено, что при облучении организма именно повреждения молекулы ДНК играют решающую роль в процессах, приводящих клетки к мутациям и гибели. Изучая действие излучений на ДНК в модельных системах (водно-солевых растворах), можно получить важную информацию о механизме повреждения макромолекулы в биологических структурах. Интерес к действию излучений различной природы на биологические объекты разного уровня организации обусловлен все возрастающим вниманием к экологическим проблемам. Такие исследования чрезвычайно актуальны в настоящее время в связи с развитием атомной промышленности, а также с изменением ряда геофизических факторов.
В диссертационной работе исследуется влияние 7-облучения на конформацию молекулы ДНК в водно-органических растворителях. Хорошо известно, что алифатические спирты способны защищать биологические макромолекулы от косвенного действия ионизирующего излучения путем перехвата активных радикалов, образующихся в результате радиолиза воды. Согласно современным представлениям, именно косвенное действие радиации вносит основной вклад в поражение биологических макромолекул 7-излучением как в клетке, так и в растворе. Помимо радио-протекторного действия, известно стабилизирующее влияние спирта на структуру воды при определенных его концентрациях. Напротив, мочевина, молекулы которой обладают большим дипольным моментом, даже при крайне малых концентрациях в растворе дестабилизирует структуру растворителя. Поэтому сравнение влияния этилового спирта и мочевины на радиационное поражение ДНК полез-

ных водородной связью. Многие авторы говорят о возникновении ассоциатов молекул спирта в этой области концентраций неэлектролита [90, 95, 96].
Второй класс - добавки типа мочевины. В эту группу входят мочевина, ацетамид и другие высокополярные соединения, которые, по всей видимости, легко образуют водородные связи. В этом случае не наблюдается особенностей концентрационных зависимостей термодинамических функций, характерных для соединений первого типа. В водно-мочевинном растворе свободная энергия денатурации рибонуклеазы монотонно увеличивается с ростом концентрации неэлектролита [87]. Исследования спектральных и термодинамических параметров водно-мочевинных растворов [97, 98], а также моделирование взаимодействия молекул воды и мочевины [99-101] позволили заключить, что даже при незначительных концентрациях мочевина разрушает структуру воды, задавая отличную от водной конфигурацию водородных связей в растворе.
Исследования конформации молекулы ДНК в смешанных растворителях методами вискозиметрии, седиментации, кругового дихроизма и светорассеяния были начаты Гершковичем и соавторами [102, 103] и проводились, в основном, при больших концентрациях неэлектролита в растворе. Было установлено, что спирты оказывают денатурирующее действие на молекулу ДНК, однако при удалении спирта с помощью диализа происходит полная ренату-рация ДНК. Обнаружено, что эффективность денатуранта возрастает с увеличением длины углеводородной цепочки и содержания СН: этанол и пропанол вызывают денатурацию ДНК при меньших концентрациях, чем метанол. В работе [103] также была предпринята попытка установить связь между величиной дипольного момента молекулы органического соединения и его влиянием на стабильность вторичной структуры молекулы ДНК в растворе. Был исследован ряд веществ с разными дипольными моментами — метанол, этанол, IV, 1У-диметилформамид, тетраметилмоче-вина, формамид, диметилсульфоксид. Авторы сделали вы-