Решить ситуационные задачи

Практикум.

Задание 1. Реакции молекул на облучение

Задание 2. Радиационное повреждение ДНК

Нарисуйте фрагмент молекулы ДНК, отметьте на схеме следующие основные типы повреждений, индуцированные ИИ:

- изменения в азотистых основаниях

- разрыв гликозидной связи углерод-основание

- разрыв фосфоэфирной связи углерод-фосфат

- разрывы водородных связей между комплиментарными основаниями в двойной спирали

- одиночные и двойные разрывы цепей ДНК

- ковалентные сшивки

Задание 3. Репарация радиационных повреждений ДНК (характеристика, какими путями осуществляется, с помощью каких ферментов).

1.В экспериментах с частичной лучевой инактивацией ферментативно-активных белков с разной структурой (пепсина – с глобулярной молекулой, миозина – с фибриллярной) было показано, что часть сохранивших активность молекул содержит скрытые повреждения, которые приводят к их инактивации при пострадиационном воздействии на облученные растворы тепла в произвольное время. Максимальная дополнительная инактивация увеличивается с дозой облучения и характеризуется меньшей энергией активации, чем термоинактивация нативного белка. Рассмотрите рис. 3, б. Зависит ли дополнительная инактивация при нагреве от его температуры? Как называются эти скрытые повреждения?

В присутствии примесей обратимо ослабляется или предотвращается не только дополнительная лучевая и термоактивация облученных, но и интактных белков – миозина и пепсина. Активность сохранялась при дозах на порядок превышающих инактивирующую дозу. Этот эффект объясняется адсорбцией молекул примеси на молекулах ферментов, что скрепляет их структуру и обратимо препятствует конформационным изменениям, необходимым для осуществления ферментативных актов. Как называется этот механизм защиты?

2.Проводилось исследование экспрессии антигенов II класса локуса DR (DR1, DR2, DR5, DR7) системы гистосовместимости человека (HLA) на нативных и УФ-модифицированных (интегральный поток УФ света 240-390 нм в дозах 151-1359 Дж/м²) мембранах В-лимфоцитов крови человека для того, чтобы показать высокую чувствительность иммунной системы к действию экзогенных и эндогенных факторов. Даже малые дозы излучений (видимый поляризованный свет, лазер, УФ-излучение) могут выступать триггером каскадных реакций, которые приводят к значительному биологическому ответу. Рассмотрите таблицу 1, где представлена частота встречаемости данных антигенов в русской популяции, а также связь этих макромолекул с предрасположенностью человека к определенным заболеваниям.

Рассмотрите рис. 4, на котором отображено изменение экспрессии антигенов HLA-DR под действием УФ-излучения. Сделайте вывод о влиянии УФ-излучения на эксперессию антигенов (увеличивается или уменьшается?). Обратите внимание на уровень доз и определите, какие дозы облучения оказались наиболее эффективными на максимальный рост регистрируемого показателя.

Рост экспрессии HLA II класса при воздействии УФ-света будут:

- обеспечивать расширение контактов между аутологичными клетками и уменьшать рестрикцию иммунного ответа по белкам гистосовместимости, тем самым облегчая презентацию чужеродного антигене Т-хелперам,

- корригировать процессы селекции дифференцирующихся лимфоцитов, приводя к увеличению разнообразия их клонов.

В результате будет наблюдаться рост иммунологической толерантности организма к аутоантигенаи с сохранением способности отвечать иммунной реакцией на антигены чужеродного происхождения.

Подумайте:

- о практическом применении результатов данных исследований (так, например, применяют в терапевтической практике метод аутотрансфузии УФ-облученной крови при патологических состояниях),

- о проблеме, связанной с влиянием на здоровье человека избыточного ультрафиолетового излучения. Так, усредненная годовая доза биологических эффектов эритемы, рака кожи и катаракты (по Минской области) составляет примерно 400 кДж/м², 800 кДж/м² и 1500 кДж/м² соответственно [4]. УФ-излучение с учетом биовоздействия делят на три спектральных диапазона: УФ-С (с длиной волны излучения 100-280 нм); УФ-В (280-315 нм) и УФ-А (315-400 нм). Вспомните, в каком диапазоне УФИ мы загораем на открытом солнечном пространстве и в солярии. Сделайте вывод о целесообразности посещения солярия без медицинского назначения и о мерах защиты людей, находящихся на открытом воздухе.