Дія іонізуючих випромінювань та наслідки радіаційно-хімічних перетворень біологічно важливих молекул для клітинних проц презентация

НЕПРЯМА ДІЯ ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ ТА НАСЛІДКИ РАДІАЦІЙНО-ХІМІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ БІОЛОГІЧНО ВАЖЛИВИХ МОЛЕКУЛ ДЛЯ КЛІТИННИХ ПРОЦЕСІВ Радіоліз води та вільнорадикальні процеси. Радіаційно-хімічні ушкодження нуклеїнових кислот. Радіаційно-хімічні перетворення білкових молекул. Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах.

Непряма дія іонізуючих випромінювань обумовлюється пошкодженням клітинних молекул (мішеней) активними продуктами (наприклад, вільними радикалами), які утворились внаслідок взаємодії іонізуючого випромінювання з іншими молекулами (зокрема, води і мембранних ліпідів)

Розподіл поглинутої енергії при опроміненні клітини:

Радіоліз води : Під дією іонізуючого випромінювання утворюється аніон або катіон води: Вони є нестійкими і самовільно розпадаються, формуючи активні вільні радикали: або: іон Н2О+ та електрон е- взаємодіють з молекулою води, утворюючи стійкі у воді іони гідроксонію Н3О+ та гідроксилу ОН- : Атомарний водень Н і гідроксильний радикал ОН не стійкі, вони взаємодіють між собою:

Радіоліз води : Перекис водню Н2О2 і молекулярний водень Н здатні взаємодіяти з радикалами Н і ОН, утворюючи воду Н2О: Таким чином, маємо цикл процесів: Разом з тим, молекулярні продукти можуть перетворюватись в радикал гідропероксиду НО2 і знову в перекис водню Н2О2 : У присутності кисню маємо перекисний радикал НО2• :

Радіоліз води : Також виникає стабілізована форма електрона – гідратований електрон е-aq . 100 еВ -> 4Н2О(4*5,2 еВ)+Q~80% . Довжина пробігу продуктів іонізації 3-10 нм У водному середовищі при рН =7,0 співвідношення ОН : е-aq : Н = 2,6 : 2,6 : 0,6

Радіаційно-хімічні перетворення (радіоліз радикалами води) ДНК Міграція про ланцюгу ДНК дефекту (“дірки”) зазвичай призводить в кінці кінців до пошкодження тимінової основи. Як наслідки — утворення розривів ланцюга, модифікація основ, відщеплення основ.

Радіаційно-хімічне перетворення білків Опромінення білків призводить до 2-етапних фізико-хімічних перетворень: 1- іонізація з утворенням е- та “дірки” (катіона): 2- міграція “дірки” за рахунок перекиду сусідніх електронів по поліпептидному ланцюгу з утворенням вільного радикала в найбільш електроннодонорній групі (α-вуглецевий атом пептидного зв’язку, атом сірки):

Радіаційно-хімічне перетворення білків: Наслідки – порушення структури: Руйнування Н-зв'язків; Розриви сульфгідрильних зв’язків; Розриви пептидних зв’язків; Формування зшивок між пептидними ланцюгами; Відщеплення груп NH3, H2S. Зміна структури білків Зміна здатності до виконання функції

Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах

Кисневий ефект Наявність кисню призводить до значного посилення пошкоджуючої дії іонізуючих випромінювань: Формування органічного перекисного радикалу RO2• може індукувати ланцюгову реакцію в органічних молекулах:

ROS

ROS & RNS

ROS / RNS & білки & DNA