Репарація Формально-аналітична характеристика репараційних процесів у клітинах

Розкриття механізмів репарації ДНК у клітинах – видатна подія в розвитку біології. Значення репарації ДНК виходить далеко за межі проблеми радіобіології, оскільки цей процес забезпечує високу надійність, неушкоджуваність геному, здатність клітин відновлювати інформацію, закодовану в ДНК, що спотворена під впливом будь-яких факторів.

В ліквідації індукованих опроміненням ушкоджень ДНК проявляються механізми, що сформувалися по ходу еволюції як засоби підтримки стабільності генетичного апарату клітини.

За неоднакових умов опромінення – різних потужностей доз, використання кількаразового опромінення, а також за різних фізіологічних станів опроміненого організму – ступінь радіаційного ураження клітин може істотно відрізнятися. Наприклад, проліферативна загибель клітин внаслідок гострого опромінення відбувається значно активніше, ніж за тривалого опромінення в тій самій дозі. Чисельні факти, які свідчать про залежність ефекту опромінення від умов передавання дози, дають підстави вважати, що клітини можуть позбавлятися первинних молекулярних ушкоджень, тобто відновлюватися від радіаційного ураження. Цей процес ліквідації молекулярних ушкоджень названо післярадіаційним відновленням або репарацією (від лат. reparacio – відновлюю).

Репарація полягає в повній або частковій ліквідації ушкоджень, зменшенні їх числа. Завдяки цьому клітина знову набуває здатності нормально розвиватися без будь-яких наслідків опромінення, якщо повністю були виправлені всі дефекти молекул. Виправлятися можуть і соматичні і генеративні радіаційні ушкодження клітин. Аналіз дозових залежностей радіаційних ефектів дає змогу зробити висновок, що виправленню підлягають ушкодження клітин двох типів – сублетальні і потенційно летальні.

Сублетальні ушкодження клітин

У випадку фракціонування дози опромінення радіаційний ефект може виявлятися меншим, ніж за режиму гострого опромінення. Наприклад, якщо біологічний об’єкт опромінювали двічі через певний час у дозі 0,5 D₅₀, то виживання буде більшим, ніж за одноразового опромінення в дозі D₅₀.

Зменшення ефективності опромінення у випадку передавання дози кількома порціями через певні часові інтервали називають ефектом фракціонування.

Ефект фракціонування можна пояснити так: ушкодження, яких зазнала клітина внаслідок опромінення першою фракцією дози мають певним чином провзаємодіяти з ушкодженнями, що з’явилися після опромінення наступними фракціями, аби сформувався ефект, тест-реакція біологічної системи (як тест-реакцію найчастіше використовують виживання клітин).

Такі ушкодження, для реалізації яких у тест-реакції потрібні взаємодії з іншими такими самими ушкодженнями, називають сублетальними.

Поняття “взаємодія сублетальних ушкоджень” введено з формальних міркувань. Справді, якби не було взаємодії сублетальних ушкоджень, і кожне з цих ушкоджень незалежно реалізувалося в тест-реакцію (загибель клітин), то важко було б очікувати появу ефекту фракціонування.