Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 71

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 71)

5.2.1, Мутаооо, иодуцираваооые рвдоаооей 5.2.1.1. Основные факты и проблемы, поставленные в ходе их анализа Споеобнагть радиации индуцировать мутации. То, что радиация может индуцировать мутации, предполагалось с давних гор,но первые доказательства в пользу этого предположения были получены Меллером (1927) [15672 на 0говарИа те1апобавгег и Стадлером (1927-1928) на ячмене. До этого Мавор (1924) обнаружил радиационную индукцию нерасхождення [1552). Открнпие Меллера стало возможным благодаря разработке им метода для подсчета мутаций и особенно леталей, сцепленных с Х-хромосомой дрозофилы. Результаты классического эксперимента Меллера приведены в табл.

5.24. В данном случае доза ! вдвое выше дозы 1,. Удвоение дозы облучения приводило к приблизительному удвоению числа индуцированных мутаций. Однако масштабы это! о эксперимента слишком малы для того, чтобы можно было выявить спонтанные мутапии в контроле. В последующие два десятилетия происходило развитие классической радиационной генетики. Ее основные положения были изложены в книгах Ли и Кэтчсайда (1942) [15281, Тимофеева-Ресовского и Циммера (1947) [16561, Холландера [975 (1954-1956). Несколько специальных замечаний о радиации. Следует рассмотреть два типа радиации высоких энергий: электромагнитные волны и корцускуляряое излучение. Зависимость биологической активности электромагнитных волн от длины волны изображена на рпс.

5.41. Для получения мутагенного эффекта необходимо, чтобы энергия радиации была по крайней мере достаточвой дпя перемещения электрона с внутреннего ва внешний уровень, переводяшего атом в нестабильное состояние я увеличивающего его склонность к участию в химических реакциях. УФ- излучение имеет подходящие для этого параметры в поэтому црв воздействии на ДНК производит мутвгеяный эффект. Наиболее известная химическая реакция, вызываемая этим пзлуче- Таблица 5 24. Результаты классического экспери- мента Моллера, в котором были получены дока- загельства индукции мутаций рентгеновскими лучами [1567).(Доза ! вдвое выше дозы зз.) Число Число обнаруженных обследо- мугаций ванвык 224 б.

Мутации нием, -лимеризация двух соседних молекул тимина. Она препязствуег их спариванию с аленином Поэтому, хотя фотоны УФ-излучения и вызывают точковые мутации, они репко приводят к появлению структурных дефектов Ддя половых клеток человека УФ-лучи не опасны, так как они поглощаются эпидермисом Олнако УФ-облучение может индуцировать соматические мутации в клетках кожи и вызывать рак кожи (равд. 5.1.б).

Излучение фотонов высоких энергий (Х- и у-лучей) может выбивать электроны с внешнего уровня, превратная атом в положительный ион Эти электроны в свою очередь могут взаимодействовать с другими атомами, превращая их в отрицательно заряженные ионы Ионы обоих типов вместе со свободными радикалами образуют материал для вторичных химических реакций. Корпускулярное излучение состоит не из фотонов высокой энергии, а из частиц. Они могут, подобно электронам и протонам, быть заряжены, а могут, подобно нейтронам, и не иметь заряда. Их физическое действие зависит от их кинетической энергии.

Продукты ионизации, индуцированной нейтронами. плотно сконцентрированы вдоль трека частицы, тогда как электромагнитные волны (Х- и у-излучение) производят менее плотную ионизацию. Биологическое действие радиации всех типов зависит от локализации источника (внутри или вне организма), типа излучения (электромагнитные волны, заряженные или незаряженные частицы), энергии излучения и свойств (плотности, содержания воды и т. д.) погдощаюшего материала.

Облучение любого типа вызывает не только прямые, но и косвенные эффекты Например, нейтроны могут включаться в атомные ядра, а Рве. 5.41. Зависимость биологической активное!и электрома|нитных волн ог их длины и энергии. могут передавать свою кинетическую энергию, скажем, ядрам водорода (протонам) Эти протоны ускоряются и вступают во множество в!оричных реакций с другими молекулами. Дозу энергии излучения обычно измеряют в греях (Гр): 1 Гр раасн лозе энергии, поглощаемой при передаче )Дж энергии ионизирующей радиации веществу массой 1 кг в определенных постоянных условиях.

Она соответствует !00 ралам (в старых единицах) и, как правило, 100 ренпенам (Р), однако последняя единица опрсд ляется через число ионов, возникающих при ионизапии Дру)ая важная мера радиации это жвивалентная доза, измеряющая (вредный) биологический эффект определенной дозы излучения. Она вычислнется путем умножения энергетической дозы на множител!ь изменяющийся при изменении вида излучения в зависимости от особенностей процесса выделения энергии; например, при плотной ионизирующей радиации он больше, чем при рассеянной Она измеряется в Дж!кг (Дж джоуль).

Старой единицей ее измерения является рэм (1 рэм = '(,ев Дж(к~). В этой книге часто цитируются данные, приволяшиеся в старых работах. При этом мы используем новую систему единиц, принимая, что 1 Гр = !00мГР = !00рад =. 100Р. Возможно, это нс всегда будет удовлетворить требованиям специалистов по радиационной физике; однако для целей данной книги это, вероятно, вполне приемлемо. Результагпы и основные полаэкениэ! классической раг)иаиионнай ееиетики !' ) 528, 1Ь5б, 975. Наиболее важные результаты н положения классической радиационной гене- 5. Мутации 225 М = р + )е)) е ~ее тики можно суммировать следующим образом. К Для индукции мутаций в определенной клетке необходимо, чтобы эта клетка (например, половая) подверглась прямому воздействию радиации.

Данное утверждение не является таким уж совершенно самоочевидным, как это может показаться. Нельзя исключить а рп'- оп и возможные опосредованные влияния, например в результате индукции соответствующего химического вещества, доставляемого к гонадам током кровообращения; в работах последнего времени действительно было выявлено несколько случаев такое о непрямого воздействия. Однако для всех практических целей данное положение тем не менее служит хорошим приближением к реальной ситуации.

Этот принцип имеет большое значение при изучении последствий облучения человеческих индивидов, так как высокий уровень поглощения некоторых видов радиации (УФ-излучения или рентгеновских лучей очень низкой энергии) предотвращает их опасное воздействие на половые клетки.

Тем не менее они могут представлять известную опасность, приводя к возникновению соматических мутаций н вызывая рак. 2. Радиация не порождает каких-либо новых биологических феноменов; она лишь увеличивает вероятность возникновения различных мутаций и клеточных событий, которые время от времени происходят спонтанно. Мутации, нндуцнрованные радиацией, по существу не отличаются от спонтанных мутаций.

Этот принцип нашел подтверждение и в случае мутаций, индуцированных химическими веществами. Однако не все типы спонтанных мутаций увеличиваются в числе под воздействием всех мутагенных факторов в одинаковой степени. Наоборот, существуют определенные различия в относительных частотах как разных типов спонтанных мутаций, так и мутаций, индуцированных радиацией и химическими веществами.

Тот факт, что индуцируемые мутации любого типа могут также возникать спонтанно, со- здает трудную статистическую проблему при попытках доказать, что увеличение частоты мутаций в популяции человека обусловлено воздействием мутагенных факторов. Это можно пояснить на примере из области тератологии человека: талидомид, применяемый в качестве снотворного, при неоднократном употреблении или даже при однократном приеме во время ранней беременности оказывал тератогенное действие.

Комбинация уродств, вызванньех этим лекарством, отличается чрезвычайным своеобразием; сочетание коротких деформированных конечностей (фокомелия) с пороками развития ушей, глаз и внутренних органов прежде почти никогда не наблюдалось. Именно это своеобразие в первую очередь и навело врачей на мысль о несомненной новизне данного феномена и побудило их заняться поиском возможного тератотенного фактора.

Характеристики

Список файлов книги