Исследование однонитевых разрывов

Во-вторых, ранее при исследовании однонитевых разрывов, индуцируемых излучением, ДНК из печени двухлетних крыс оказалась, действительно, более чувствительной, чем ДНК из печени одномесячных животных. Отметим также, что радиочувствительность ДНК тимуса теленка, определяемая по изменению спектров КД, оказалась более радиорезистентной по сравнению с ДНК печени и мозга как молодых, так и старых крыс. При исследовании ДНК тимуса теленка спектры КД изменялись только в дозах 103 Гр и более. Ранее другие авторы также исследовали изменения спектров КД тимуса теленка после ее облучения. Согласно этим данным, после облучения в дозе 800—1000 Гр амплитуда положительной полосы КД ДНК уменьшилась лишь на 5-10%.

Таким образом, можно полагать, что ДНК тимуса теленка радиорезистентнее ДНК печени как старых, так и особенно молодых крыс. Что же касается различий в радиочувствительности между этими ДНК по такому критерию, как разрушение оснований, то радиационный выход после облучения ДНК тимуса теленка равен 1,07, а печени крыс — 2,76 молекул100 эВ, т. е. в 2,5 раза больше. Это сравнение сделано на основании данных работ, авторы которых использовали одну и ту же концентрацию ДНК (0,006%) и один и тот же источник излучения (60Со), причем приблизительно те же концентрации и тот же источник у-излучения использованы и в нашей работе.

Сравнение характера возрастных изменений радиочувствительности ДНК по критерию образования однонитевых разрывов и изменения спектров КД показывает, что изменения КД нельзя объяснить образованием в ДНК однонитевых разрывов. Эти изменения нельзя объяснить и депуринизацией ДНК. Во-первых, потому, что если бы это было так, то возрастные и радиационные изменения спектров КД складывались. А во-вторых, исходя из теории спектров КД ДНК, можно полагать, что уменьшение в ДНК доли пуриновых оснований должно приводить не к уменьшению, а к увеличению амплитуды КД ДНК.

Как отмечено выше, это уменьшение связано с переходом модифицированных участков ДНК из канонической В-формы в иную конформацию, причем эти конформационные изменения отличаются от ранее изученных денатурационных изменений ДНК, индуцированных излучением. При денатурации ДНК амплитуда положительной полосы уменьшается менее чем на 50%. Следовательно, при облучении ДНК в дозе менее 1 кГр, когда большая часть оснований ДНК еще находится в спирализованных участках, следовало бы ожидать небольшого уменьшения оптической активности этой полосы (если исходить из предположения, что это уменьшение обусловлено возникновением частично денатурированной ДНК). Однако, как видно из 6, при облучении ДНК печени или мозга молодых крыс в диапазоне доз 0,5—1 кГр амплитуда положительной полосы уменьшается на 60—70%. Переход нативной ДНК из В-формы в неканоническую конформацию может зависеть от последовательности расположения нуклеотидов. Хотя ДНК теленка и крысы не отличаются существенно по нуклеотид-ному составу, но по последовательности нуклеотидов у них должны иметься различия. С этим может быть связано обнаруженное в настоящей работе различие в радиочувствительности между ДНК тимуса теленка и ДНК печени и мозга крыс. «Неожиданные» данные, полученные при анализе сравнительной радиочувствительности ДНК молодых и старых крыс, также находят объяснение исходя из гипотезы об уменьшении радиочувствительности дезок-сирибонуклеиновой кислоты при переходе ее конформации из В-формы в неканоническую.

Возрастные различия в радиочувствительности ДНК могут быть также связаны с тем, что в процессе старения в ДНК образуются сшивки ДНК — белок, которые оказывают радиозащитное действие на ДНК.

Причиной спонтанных и индуцированных излучением изменений спектров КД ДНК может быть и впервые формулируемый здесь новый механизм модификации ДНК, состоящий в изменении канонической структуры дезоксирибозы и переходе ее из D - в L-сте-реоизомерное состояние. Это предположение основано на данных об изменении структуры сахарного остатка при облучении ДНК и том обстоятельстве, что при D L-стереоизомерном переходе дезоксирибозы следует ожидать уменьшения оптической активности (как положительной, так и отрицательной полосы спектров КД) при старении и после облучения ДНК, что и наблюдается.

Рассмотренные механизмы изменения спектров КД при старении и действии излучения не являются альтернативными и, вероятно, каждый из них вносит определенный вклад в эти изменения.