Вопрос 19. Спектр действия фотобиологических процессов. Механизм бактериостатического и бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей.

Под спектром фотобиологического действия понимают график за­висимости вероятности определенного фотобиологического эффекта от длины волны света. Спектр действия позволяет оценить, какая об­ласть всего спектра вызывает этот фотобиологический процесс, а так же вещество, являющееся акцептором квантов света.

Рассмотрим фотодеструктивный процесс - процесс нарушения структуры макромолекул под влиянием поглощенных квантов корот­коволнового ультрафиолетового излучения.

Бактерицидное действие УФЛ - гибель микроорганизмов под действием ультрафиолетовых лучей.

Бактериостатическое воздействие УФЛ - прекращение размноже­ния микроорганизмов под действием ультрафиолетовых лучей.

Сравнение спектров поглощения биологически важных молекул и спектра бактерицидного и бактериостатического действия выявило, что ответственными за это фотобиологическое действие являются молекулы ДНК.

В области спектра с длиной волны 254-265 нм сильно погло­щают УФЛ только азотистые основания аминокислот. При этом про­исходит потеря биохимической активности нуклеиновых кислот, т.е. способность передавать заключенную в них информацию. При этом основную роль в инактивации ДНК играют процессы фотодимеризации. Фотодимеризация заключается в образовании устойчивой хи­мической связи между двумя азотистыми основаниями под действием кванта УФЛ.

Дело в том, что две молекулы тимина в двойной спирали ДНК никогда не расположены друг против друга. Более того, в силу комплиментарности нитей ДНК, они никогда не располагаются друг про­тив друга. Под воздействием УФЛ возникает местное расплетение ни­тей ДНК, затем нити сближаются, и образуется прочная тимин-тиминовая связь. Она как бы стягивает двойную спираль ДНК и пре­пятствует считыванию с нее информации. В этом и заключается бактериостатическое действие УФЛ.

Литература: Владимиров Ю.А-Биофизика,-1983, с.52-63. Гу­банов Н.И. Медбиофизика,-1978, с.90-95. Лекции.

Вопрос 20. Механизм канцерогенного действия уфл и инактивации ферментов.

Механизм канцерогенного действия сводится к появлению свободных радикалов под действием УФЛ. Максимум канцерогенно­го действия приходится на длину волны 220 и 280 нм. Взаимодейст­вие свободных радикалов с белками приводит к образованию неспе­цифических белковых структур и, как следствие этого, появлению злокачественной опухоли.

Ответственными за канцерогенное действие УФЛ являются ароматические аминокислоты: триптофан, тирозин и фенилаланин, входящие в состав макромолекулы белка, и поглощающие кванты УФЛ на этих длинах волн. Схематически этот процесс можно пред­ставить следующим образом: A + hv  S*  R* + О₂.

Ферменты на свету, содержащем длины волн от 220 до 280 им, быстро теряют свою активность. Повинны в этом те же аро­матические аминокислоты: триптофан, тирозин и фенилаланин. Эти аминокислоты поглощают УФЛ и разрушаются, что приво­дит к денатурации белков и нарушению ферментативной актив­ности.

Литература: Лекции.