» » Фторсодержащие пиримидиновые основания
Фторсодержащие пиримидиновые основания

В клетках, обработанных метотрексатом, эти пулы возрастают примерно в 103 раз. Увеличение соотношения dUMPdTTP b в клетках наблюдается также под влиянием фторсодержащих пиримидиновых оснований, являющихся ингибиторами тимидилатсинтетазы.

Сравнение количественных оценок частот спонтанного дезаминирования цитозина и замещения тимина урацилом показывает, что эти частоты значительно больше соответствующих частот, индуцируемых фоновым излучением. Однако под влиянием облучения в канцерогенных и тем более в летальных дозах частоты рассматриваемых спонтанных изменений ДНК могут существенно возрастать.

Ранее автор этой книги сформулировал предположение о том, что в клетке может протекать непрограммированный (спонтанный) процесс аЛкилирования ДНК в основном через реакцию ее с физиологическим донором метильных групп — S-адено-зилметионином. Оценки показали, что в результате такой реакции только число метильных групп, спонтанно присоединенных к атому кислорода, находящемуся в 6-м положении гуанина ДНК, составляет в расчете на геном клетки млекопитающих порядка 100 в час. Но если это так, то и система спонтанной репарации повреждений ДНК в неповрежденной клетке должна работать с такой скоростью, чтобы из ДНК в течение часа выщеплялись многие десятки метильных групп. (Иначе их содержание в ДНК быстро достигло бы уровня, не совместимого с жизнью клетки.) Процесс репарации ДНК такой интенсивности можно зарегистрировать либо физико-химическими, либо более чувствительными — иммунологическими методами анализа.

Теперь суммируем результаты проведенных оценок частоты возникновения различных спонтанных повреждений ДНК в клетках млекопитающих при физиологических условиях их существования. В течение часа выщепляется примерно 2500 пуриновых и 120 пиримидиновых оснований, индуцируется около 2000 однонитевых разрывов, дезаминируется примерно 10 цитозинов и метилируется около 100 гуанинов. То есть общая скорость образования выявленных нами спонтанных повреждений ДНК составляет примерно 5-103 в час. Это очень большое число повреждений ДНК, если принять во внимание, что частота повреждений ДНК, индуцируемых в каждой клетке организма млекопитающих, за тот же промежуток времени под влиянием фона ионизирующих излучений составляет примерно 5-10~Л Эта оценка сделана путем экстраполяции зависимости от дозы числа индуцируемых повреждений ДНК различного типа к фоновым дозам. Таким образом, скорость возникновения спонтанных повреждений ДНК примерно в 106 раз (а может быть, и в еще большее число раз — мы ведь оценили «вклад» отнюдь не всех механизмов спонтанного повреждения ДНК) превышает скорости возникновения повреждений ДНК, индуцируемых фоновым излучением.

Это заключение может быть воспринято как удивительное для генетиков, считающих, что фон излучений вносит хотя и относительно небольшой, но все же значительный вклад в общую частоту спонтанных мутаций у млекопитающих. Или удивить специалистов по радиационному канцерогенезу, почти все из которых признают, что, во-первых, увеличение естественного фона излучения даже в 10—100 раз значительно увеличивает канцерогенный риск, а, во-вторых, что возрастание этого риска от излучений обусловлено в основном его действием на генетический аппарат клетки.

Сформулированный парадокс разрешить просто нельзя. Одно из объяснений, и то пока в общей форме, состоит в том, что часть из спонтанных и индуцируемых ионизирующим излучением повреждений ДНК различаются по природе и характеру распределения по геному таким образом, что «добавление» к спонтанным повреждениям повреждений, индуцируемых даже в относительно очень небольшом количестве, приводит к взаимоусиливающим эффектам. Кроме того, излучения даже в очень малых дозах могут изменять функцию мембран, а эти изменения также синергетически могут взаимодействовать со спонтанными генетическими эффектами. Хотя анализу роли повреждений ДНК в радиационном канцерогенезе посвящена отдельная (последняя) глава, здесь же нужно сделать два пояснения. Во-первых, оценка скорости возникновения повреждений ДНК под влиянием фоновых излучений была проведена в расчете на 1 клетку млекопитающих. Но ведь риск развития опухоли в определенном органе млекопитающих связан с действием излучения на весь орган, состоящий даже у мыши из порядка 109 клеток. Во-вторых, число повреждений ДНК, индуцируемых фоновым не ионизирующим, а ультрафиолетовым излучением, не только не меньше, а даже больше числа спонтанных повреждений ДНК. Оценка этого числа будет приведена в гл. 8. А теперь продолжим рассмотрение проблемы спонтанных повреждений ДНК и прежде всего рассмотрим экспериментальное доказательство возникновения спонтанных повреждений ДНК в клетках человека.