Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Однако, если бы это лекарство вызывало появление новорожденных с расщепленной губой и небом или с дефектами нервной трубки, а не с фокомелией„ то весьма вероятно, что оно по-прежнему считалось бы вполне пригодным снотворным с превосходными показаниями для применения во время беременности. Из сказанное о следует, что любой мутае енный фактор, неумышленно введенный в нашу окружающую среду и вызывающий такие же по величине повреждения, как талидомид, наверняка остался бы невыявленным. 3.
Третья, часто обсуждаемая проблема это проблема зависимости частоты мутаций от дозы. В случае мутаций„ для возникновения которых необходимо только одно первичное событие. было показано, что график зависимости доза-эффект представляет собой просто прямую линию: (М- число мутаций; )е — частота спонтанных мутаций; Д-доза, й -частота мутаееий!единица дозы). Такая линейная зависимость эффекта от дозы радиации имеет место только тогда, когда индуци- 226 6 Мутации и 12 1О йн и и 1 2 3 4 В В Д~~ оввивиии (кивоовитгвии1 Рис.
' 12 Линейное увеличение частоты мутаций в случае точковых мутаций и хромосомных разрывов у РгогорЫа те1алодотгег Обрвтитс внимание нв линейность зависимости эффекта от дозы Пб5б) рованные мутации содержатся в небольшой части всех облученных клеток При более высоких мутационных частотах проявляется определенный «эффект насыщения», приводящий к выходу графика на плато. В этом случае данная функция более адекватно описывается экспоненциальным уравнением.
Пример рассматриваемой зависимости, в котором использованы данные, полученные на РгозорЫ(а те)аподажег, приведен на рис. 5.42. Здесь применялись довольно большие дозы облучения; исследования при более низких дозах подтверждают существование линейной зависимости. Для интервала доз, включающего эти относительно низкие величины, подобные материалы вьплядят не слишком убедительно, поскольку длн совмещения графика зависимости доза — эффект с реальными данными требуются очень большие выборки Эти результаты интерпретировались на основе теории мишени. Каждое мутационное событие происходит в результате однократного попадания в определенную восприимчивую структуру, и вероятность поражения этой структуры растет линейно с увеличением дозы. Эффект насыщения при очень высоких дозах 1более высоких„чем те, что были ис- пользованы в экспериментах, результаты которых отражены на рис.
5.42) обусловлен тем, что в данном случае одна и та же структура поражается более одного раза Эта теория предсказала нелинейную зависимость эффекта от дозы радиации в случае мутаций, для возникновения которых необходимо осуществление более одного первичного события Для появления многих транслокаций требуется возникновение двух разрывов в течение довольно короткого временнбго интервала и воссоединение разорванных хромосом примерно за такое же время Однако эти два разрыва не обязательно должны осуществляться в результате двух отдельных попаданий Они могут быть индуцированы одной частицей или фотоном, особенно при очень высокой плотности ионизации,например при использовании нейтронов. В этом случае ожидается зависимость доза — эффект, состоящая из линейной (одноударной) н квадратической (двуударной) компонент М = р + 1с О + 1с От Такие зависимости эффекта от дозы действительно были обнаружены во многих экспериментах.
На рис 5.43 приведена в качестве примера соответствующая кривая, построенная по данным, полученным на Ргозор)11)а гле1илоражег 5. В случае одноударных событий эта тео- рия позволяет сделать еще одно предсказание, имеющее громадное практическое значение Число попаданий, очевидно, зависит от дозы радиации, а ие от времени, в течение которого она воздействует.
Следовательно, здесь не имеет значения, дается ли одна и та же доза за очень короткое время (большая «мощность дозы») или распределяется по гораздо более длительному временному интервалу 1малая «мощность дозы»). Первые эксперименты на Ргозорб1- (а казалось подтверждали это предсказание (рис. 5.44).
Однако последующие результаты, полученные на мышах [161!1, вызвали серьезные сомнения в правильности сделанных из них выводов. В настоящее время общепринятым б, Мутации 227 12 Я 0 Рве, $.43. Возникновение хромосомиых аберраций (события с двумя разрывами] в зависимости от дозы радиации (в 10 Гр). Двуударваа кривая (сплошная синия) Лучше соответствует сущсст- считается представление о том, что определенная доза, примененная при относительно низкой мощности, приведет к меньшему числу мутаций, чем та же доза при более высокой мощности.
Подтверждение и дополнение этих результатов. Громадное число исследований с использованием других материалов помо!- ло подтвердить и дополнить эти выводы. При этом учитывалась стадия развития облученной половой клетки; используя различные (например, биохимические) фенотипы, исследователи выявили химические реакции, которые обусловливают возникновение мутаций, индуцированных радиацией. Влилние хиягической среды и содержания 0» в облученной ткани.
Одним из вторичных последствий облучении является образование высокоактивных радикалов, например пероксидов. Для их образования необходим кислород. Поэтому неудивительно, что высокое содержание кислорода в облученной ткани усиливает индукцию мутаций. Этот эффект сильно выражен, например До»а рааиации (иииоресжаим! вующим данным, чем одпоудариая зависимость (пунктирная линия). Данные пОлучены разными авторами. На рисунке нанесены экспсримевтаяьцыс точки в их станлартиые отклопеаия [1656). при облучении рентгеновскими лучами. Оп почти или полностью отсутствует в случае плотно ионизирующей радиации, например при облучении а-частицами. Молекулярные эффекты радиации [!6601. В классической радиационной генетике мутагенные эффекты выявдялись на фенотипическом уровне. Однако уже на ранней стадии ее развития были предприняты морфо- в й ай 4 а я, 10с ! 1О Ю» Ю' (Чаои! Рве.
5А4. Облучение Пгогор)ща те(апоеаггег лозами радиации в 35 Гр при разных мощностях дозы. Различия по часто»с мутаций, по-видпмому, отсутствуют (гориэоигпалы»ая линия). См., однако, текст [16561. 228 б. Мутации ас ое ао с о" с еа "в й оо ° Дааентрики Оцоаьаа ° Фрагменты, содержа и аентромерт ФРагменты аез цетрсзм Рпо в о,в йцв Доза !рад! логические исследования хромосом, особенно у растений вроде традесканции, и было показано, что микис мутационные изменении можно объяснить индукцией морфологически различимых хромосомных разрывов и их последствиями, например транслокапиями. В течение длительного времени не было известно, может ли ионизирующая радиация нндуцировать мутации.
Многие исследователи считали это вполне вероятным, однако нельзя было исключить возможность, что все мутации, индуцированные радиацией, являются небольшими делециями или хромосомными перестройками. Недавно этот вопрос был решен с использованием фага срХ174, имеющего только одну цепь ДНК. В этих экспериментах регистрировали реверсии, возникновение которых нельзя объяснить каким-либо иным механизмом, кроме единичной точковой мутации. У бактерий индукции генных мутаций, в том числе транзиций, обнаружена в триптофановом локусе Е.сай [1660].
Первой эукариотической системой, в которой наблюдадись генные мутации, индуцированные радиацией, была Меигаврага ставка [!544; 16183. 42% выявленных мутаций оказались транзнциями, 37% -вставками или делециями отдельных пар оснований, а остальные имели различное происхождение, причем часть из них, вероятно, были трансверсиями. Оснавньге положения радиационной генетики наш,ги подтверждение в исследованиях на хромосомах лимфаиитав человека [1395; 13873. Большинство работ по классической радиационной генетике выполнено на организмах, находящихся лишь в отдаленном родстве с человеком, например на 1угавар611а. Эксперименты по облучению хромосом проводили главным образом на растениях. Исследования на человеке начались вскоре после разработки метода получения хромосомных препаратов из лимфоцитов (разд. 2.1.2.2).
Методические детали и классификация структурных хромосомных аберраций обсуждаются в разд. 2.2.2. Особенно хорошим индикатором хромосомных разрывов оказались дицентрические хромосомы. На рис. 5.45 изображена со- Доза (рад! Рве. 8Аб. Кривые зависимости эффекта от лозы лля днцентрнческнх н кольцевых хромосом после облучения лнмфоцнтов человека!и тига. д - острое н Π†хроническ облучение. Для каждой точки указаны сзандартные ошибки [14003.
ответствующая зависимость эффекта от дозы облучения. Она носит более или менее линейный характер, но при сравнительно высоких дозах проявляет тенденцию к увеличению крутизны. Такие зависимости доза — эффект имеют место в том случае, если одни первичные события являются одноударными, а другие — двуударными.
Для образования дицентрика необходимы два разрыва в хромосомах, находящихся в близком соседстве. Если наши теоретические посылки правильны, эти разрывы зо во во ззозвозввззогаогтозоо Рве. 5.46. Кривые заннснмосзн эффекта ог дозы црн остром обдученнн ~п тйго лнмфоцнгоа человека, культивируемых 1и Ысго, цля днцентрнхов, кольцевых хромосом, фрагментов, содержашнх центромеру н ацентрнчесанх фрагментов [13951.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
