» » Данные об увеличении содержания белка
Данные об увеличении содержания белка

В пользу первого предположения свидетельствует ряд данных об увеличении содержания белка в хроматине клеток, подвергнутых умеренному прогреванию. Однако даже при физиологической температуре в отсутствие внешних повреждающих ДНК факторов происходит спонтанная депуринизации ДНК с константой скорости 10— 10 с ~1 . Причем скорость депуринизации должна резко возрастать даже при небольшом увеличении температуры. Поэтому можно полагать, что спонтанные повреждения ДНК неизбежно накапливаются в клетках млекопитающих со временем. Это теоретическое положение было подтверждено в исследованиях, проведенных на диплоидных фибробластах человека. Репарация таких повреждений, своевременно не устраненных, может активироваться под влиянием умеренного прогревания.

Таким образом, в хроматине прогреваемых клеток могут протекать различные противоположно направленные процессы, влияющие на седиментационные свойства клеточной ДНК. Поэтому то обстоятельство, что некоторые авторы не обнаружили изменения ДНК в прогреваемых (при температурах, меньших 45° С) клетках млекопитающих, еще не является доказательством полного отсутствия в ней всяких изменений. Возможно, в условиях таких экспериментов влияние обоих упомянутых выше процессов на седиментационные свойства ДНК было близким по величине эффекта, но разнонаправленным, и вследствие недостаточной чувствительности и использованного метода цитированные авторы не обнаружили различий. Так как прогревание индуцирует в ДНК главным образом апуриновые участки, можно полагать, что соотношение между процессами депуринизации ДНК и репарацией апуриновых свойств является определяющим для выживания ДНК в прогреваемых клетках. В 1977 г. автором было предсказано существование особого фермента (репуриназы) катализирующего процесс «репуринизации» ДНК-образование гликозильной связи между пуриновым основанием и дезоксирибозой апуринового участка ДНК. Не исключено, что прогревание может активировать этот фермент.

При увеличении температуры от 43,5 до 44° С скорость процесса деградации ДНК возрастает настолько, что значительно превышает скорость ее репарации. Вследствие этого в ДНК начинают накапливаться повреждения, определяемые при центрифугировании в щелочном градиенте сахарозы.

Среднее число щелочелабильных участков и однонитевых разрывов в расчете на диплоидную клетку равно 1617:4=724. Интересно сравнить эту величину с теоретически ожидаемым числом тепловых повреждений. Такое сравнение можно провести, поскольку ранее была выведена зависимость от температуры константы скорости депуринизации ДНК при значениях рН и ионной силы, близких к физиологическим. Исходя из такой зависимости максимальное значение константы скорости депуринизации ДНК при 44° С равно приблизительно 3,5-Ю-10 с-1 ( 1, прямая ). Поскольку в ДНК диплоидных клеток млекопитающих содержится около 7-10° пар оснований (и, следовательно, пуриновых оснований), то число теоретически ожидаемых щелочелабильных связей, индуцируемых в ДНК каждой клетки при 44° С в течение 30 мин, равно 3,5-10~ 10-7 109-1800 — 4410. Если же константы скорости образования щелочелабильных связей оценить исходя из прямых или, то число теоретически ожидаемых повреждений будет меньше и еще ближе к измеренному значению. Между прочим, на основании наших экспериментальных результатов можно полагать, что ДНК относится к критическим мишеням даже при умеренном прогревании клеток. В частности, повреждения ДНК, возникающие в прогретых клетках, могут приводить к образованию наблюдаемых в них хромосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов. Кроме того, такие повреждения могут приводить и к отмеченному выше увеличению отношения белокДНК в хроматине. Такое предположение основано на теоретическом заключении, сделанном исходя из термодинамического анализа различных этапов процесса спонтанного повреждения ДНК, а именно, что в части мест повреждения ДНК неизбежно должны образовываться прочные комплексы ДНК — белок.