Физический мутагенез

Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную
РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации.

В случае прямого влияния на ДНК основную роль играют два таких параметра, как величина энергии воздействующей частицы и способность биологического материала поглощать эту энергию.

Величина энергии убывает в ряду: космические лучи,

(-лучи, рентгеновские лучи,

(-лучи,

(-лучу,

УФ-лучи, видимый свет, инфракрасные лучи, микроволны, ДНК прямо не повреждают радиоволны.

Повреждения ДНК могут быть двух типов: двунитевые и однонитевые разрывы (при очень высокой энергии фотона – космическоие лучи, рентгеновские и (-лучи).

Ультрафиолет способен индуцировать образование неспецифических двойных связей С=С. Рентгеновские и (-лучи способны разрывать С–N, C–C, C–H, C=O
(образуются перекиси). Они проникают через живые ткани, ионизируют вещества в живых тканях (ионизирующая радиация). УФ и (-излучение приводит к образованию фотоаддуктов за счет комптоновских электронов. УФ-излучение, от отличие от (-излучения, не проникает ни через бумагу, ни через кожу.

––––260–––––––––––––––280––––––––––––––330–––––––––––––––400–––– нм

1. 260-280 – зона поглощения для ДНК, РНК и белков (избирательное поглощение: 260 нм – ДНК, 280 нм – белки)
2. 280-330 – зона поглощения для липидов с ненасыщенными связями (С=С)
3. 330-400 – зона поглощения для стероидов

Законы фотохимии

1. Действует лишь тот фотон, который поглощен.

2. Повреждение – результат действия одного фотона.

Для оценки повреждения необходимо подсчитать количество моль образующихся фотопродуктов на один Эйнштейн поглощенной энергии.

Для нахождения повреждения необходимо подсчитать квантовый выход.
|[pic] (*) |Nа – число Авогадро, |
|[pic] |[pic]– постоянная Планка, 6,62*10–27 эрг/с, |
|[pic] |с – скорость света (3*108 м/с), |
|[pic] |( – длина волны, |
| |( – частота. |

(*) – не пригодна для ДНК, которая содержит пурины, которые поглощая энергию не дают фотопродуктов.

На клеточном уровне законы фотохимии имеют ограничения:

[pic]

С точки зрения фотохимии доза одна и та же, но при первой дозе клетки выживают, при второй нет, так как за одну секунду не успевают включиться системы репарации. Высокие дозы не вызывают перекисного окисления жирных кислот.

У высших живых существ вещества, ослабляющие действие излучения – фотопротекторы. Многие растения содержат алкалоиды и кумарины, они усиливают процессы, вызванные радиацией. Эти вещества опастны для животных.

Источники излучения – солнечный свет, ртутные лампы, рентгеновское излучение, радиоактивные элементы.
Проникая в кожу, квант излучения оставляет шлейф ионизированного вещества.
Для оценки радиационного поражения используют две величины:
ЛПЭ – линейная передача энергии – энергия, переданная веществу (в электронвольтах) на 1 нм пробега частицы.
ЛПИ – линейная плотность ионизации – количество возникающих пар ионов на 1 нм пробега частицы.

(-излучение может разрывать сахарофосфатный остов, кольца пуринов и пиримидинов.

Фактор изменения дозы: [pic]