Влияние радиоактивности на клетку
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?й 1 Гр - и проявляется у всех клеток облученной популяции независимо от того, выживет ли клетка в дальнейшем или погибнет. С увеличением дозы радиации возрастает не доля реагирующих клеток, а время задержки митоза каждой из облученных клеток. Время задержки в значительной степени зависит также от стадии клеточного цикла. При облучении в S и G2-фазах оно максимальное, в митозе - минимальное: начав митоз, практически все клетки завершают его без задержки.
Продвижение клетки по циклу определяется активацией последовательно сменяющих друг друга циклинзависимых киназ - ферментов, фосфорилирующих аминокислотные остатки в белках и тем самым меняющих их конформацию и энзиматическую активность. Каждая циклинзависимая киназа состоит из собственно каталитической единицы и регуляторной субъединицы - одного из циклинов. Для перехода от одной стадии цикла к другой необходимо образование нового комплекса каталитической единицы с одним из циклинов, а также фосфорилирование определенных аминокислотных остатков в ее молекуле. Негативная регуляция продвижения клетки по фазам цикла осуществляется ингибиторами циклинзависимых киназ.
В клеточном цикле имеется несколько так называемых сверочных точек, "чекпойнтов", при прохождении которых ферментативные системы проверяют ДНК на повреждения, и в случае их выявления активируют ингибиторы циклинзависимых киназ, что замедляет переход клеток из одной фазы в другую. Вероятно, замедление перехода дает больше возможности для репарации повреждений ДНК, возникающих в процессе нормальной жизнедеятельности клетки. При нанесении клетке значительного количества повреждений эта система также приводит к задержке прохождения цикла, но, по-видимому, не может обеспечить необходимый уровень восстановления. Блок в прохождении цикла нагляднее всего проявляется в виде задержки наступления первого постлучевого митоза. Однако при одной и той же дозе облучения клетки с длительной задержкой продвижения по циклу (более поздним наступлением митоза) впоследствии погибают с большей вероятностью, чем клетки с меньшей задержкой.
Эта реакция имеет большое приспособительное значение: обеспечивая увеличение длительности интерфазы, она создает максимально благоприятные условия для работы ферментных систем репарации, для полного устранения возникших повреждений до наступления митоза.
Обратимую реакцию задержки деления следует отличать от полного прекращения митозов, наступающего после воздействия радиации в больших дозах. В этих условиях клетка продолжает жить длительное время, достигает неестественно большого размера, в ней нередко продолжается синтез ДНК, число хромосомных наборов возрастает, но разделиться клетка не может (вероятно, из-за необратимого повреждения аппарата деления) и, в конечном счете, гибнет.
радиоактивность клетка хромосомная аберрация
Хромосомные аберрации (перестройки) являются классическим проявлением лучевого поражения клеток. Их количество соответствует дозе облучения. Появление аберраций отражает образование разрывов молекулы ДНК и дефекты ее репарации. Разрывы приводят к фрагментации хромосомы. Под фрагментом понимают ту часть хромосомы, которая не связана с центромерой. Центромера - это структура, расположенная в середине хромосомы, за которую она притягивается к полюсу деления. Фрагмент хромосомы, не связанный с центромерой, не притягивается к полюсу деления и распределяется между дочерними клетками случайным образом. Фрагменты хорошо видны во время метафазы и особенно анафазы, когда все хромосомы притянуты нитями веретена к полюсам деления, а фрагменты остаются по середине клетки. После завершения деления клетки, то есть в интерфазе, фрагменты появляются как микроядра - участки конденсированной ДНК, в то время как почти вся остальная ДНК переходит в деконденсированное состояние.
Неверное воссоединение разрывов, когда при репарации происходит соединение участков ДНК из разных мест одной и той же хромосомы или разных хромосом, во время митоза проявляется в виде хромосомных перестроек.
Возникающие в клетке аберрации подразделяют на хромосомные и хроматидные. Хромосомные аберрации возникают в случае, когда клетка подвергается облучению в предсинтетической стадии цикла или в S-период, но до начала удвоения определенного участка своего генома. При неверном воссоединении оторванных друг от друга фрагментов ДНК такое нарушение воспроизводится во время репликации. Итогом является образование дицентриков - хромосом, имеющих две центромеры, что может сопровождаться появлением ацентрических фрагментов, хорошо видных при сравнении пластинок облученных и необлученных клеток.
Хроматидные аберрации возникают в клетке, облученной уже после завершения репликации всей ДНК или того ее участка, разрыв которого и приведет к формированию аберрации. Разрыв одной из хроматид проявляется в виде ее укорочения и образования ацентрического фрагмента, который будет виден при мета - или анафазном анализе. Разрыв обеих хроматид может проявиться различным образом - образованием двух фрагментов, их слиянием в один (принято говорить о "липкости" концов разорванных хроматид и хромосом, что способствует образованию различных видов перестроек, например, внутрихромосомных обменов) или соединением сестринских хроматид. Кольцевые хромосомы появляются в результате внутриплечевого обмена, происходящего на фоне так называемой интерстициальной делеции (вырезания участка хромо?/p>