Перенос энергии

Следовательно, перенос энергии электронного возбуждения от органических молекул к ДНК также может вносить вклад в инициацию повреждений ДНК в клетке. Как было отмечено еще в 1970 г., взаимодействие с ДНК некоторых органических молекул, находящихся в триплетном состоянии, может приводить даже к образованию в ДНК тиминовых димеров, которые были найдены и в ДНК неповрежденных культивируемых клеток. Различные метаболические свободные радикалы, несомненно, также ответственны за спонтанные повреждения ДНК, о чем, в частности, свидетельствует тот факт, что антиоксиданты уменьшают частоту мутаций. В процессе физиологического и, возможно, радиационного старения концентрация антиоксидантов в некоторых органах уменьшается, и поэтому свободные радикалы могут повреждать ДНК в их клетках с большей частотой, чем у молодых.

Как известно, сахара являются нормальными метаболитами в различных клетках. В то же время некоторые данные позволяют полагать, что некоторые из них вызывают образование в ДНК разрывов, щелочелабильных связей, модификацию оснований, инактивацию вирусных геномов. Известно также, что сахара, например D-фруктоза-б-фосфат, аутоокисляются в водных растворах с образованием их свободных радикалов и активных форм кислорода: О2 , Н2О2, ОН. Эти реакции катализируются ионами металлов. Ингибирование каталазой реакции образования в ДНК щелочелабильных связей под влиянием восстанавливающих Сахаров свидетельствует об участии Н2О2 в этой реакции. Однако СОД и бензоат натрия (перехватывающий радикалы ОН) не обладают ингибирующим действием.

Можно полагать, что не все образующиеся 02 и ОН" доступны для реакции с перехватывающими их молекулами. Вероятно, перехват этих радикалов затрудняется, если они образуются в непосредственной близости от ДНК. То, что именно здесь образуется часть ОН, следует из следующего. Образование ОН может происходить с участием Си2 + , находящимся в комплексе с ДНК. И данные свидетельствует о том, что такой комплекс действительно индуцирует образование ОН" и повреждение им ДНК - Комплекс ДНК — Си2+ может быть восстановлен супероксидными радикалами или с образованием комплекса ДНК — Си +, который, реагируя с Н202, образует вторичные ОН-радикалы вблизи ДНК, и эти радикалы индуцируют в ней повреждения. Другой процесс повреждения ДНК может осуществляться через связывание свободных радикалов или пероксипроизводных Сахаров или ОН с комплексом сахар — Си2+. Такие вещества могут образовываться в результате аутоокисления. Сахаров. Из изложенного следует, что определенные этапы повреждения ДНК сахарами могут быть общими с этапами косвенного повреждения ДНК ионизирующим излучением. В связи с этим отметим, что сахара индуцируют щелочелабильные связи преимущественно в местах расположения пиримидиновых остатков в пирими-дин-пуриновых (5 3) последовательностях.

Существует ли какая-либо специфичность в индукции щелоче-лабильных связей ионизирующим излучением, неизвестно. Хотя обычно полагают, что излучение вызывает образование одноните-вых разрывов независимо от последовательности оснований ДНК, известно, что в ДНК пиримидиновые основания более радиочувствительны, чем пуриновые. Что же касается типа повреждений, лежащих в основе образования щелочелабильных связей, то и в случае действия на ДНК ионизирующего излучения и Сахаров — это в основном апиримидиновые и апуриновые участки.

Количественную оценку повреждений ДНК, вызываемых этими факторами, сделать трудно из-за того, что их роль и в радиационном, и в спонтанном повреждении ДНК должна резко зависеть от типа клеток и их функционального состояния. Более того, как было теоретически обосновано ранее, генетический контроль процессов, с протеканием которых связано образование активных форм кислорода и других эндогенных генотоксических факторов, может нарушаться. Как следует из материала, изложенного выше, это должно приводить к увеличению нестабильности ДНК, частоты хромосомных аберраций и увеличению радиочувствительности.