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

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Дія іонізуючих випромінювань та наслідки радіаційно-хімічних перетворень біологічно важливих молекул для клітинних процесів

Содержание

4. Непряма дія іонізуючих випромінювань обумовлюється пошкодженням клітинних молекул (мішеней) активними продуктами (наприклад, вільними радикалами), які утворились
5. Розподіл поглинутої енергії при опроміненні клітини: Вода — 70-85% Білки — 10-20% Нуклеїнові кислоти (ДНК і
6. Радіоліз води : Під дією іонізуючого випромінювання утворюється аніон або катіон води: Вони є нестійкими і
8. Перекис водню Н2О2 і молекулярний водень Н здатні взаємодіяти з радикалами Н і ОН, утворюючи воду
9. Також виникає стабілізована форма електрона – гідратований електрон е-aq . 100 еВ -> 4Н2О(4*5,2 еВ)+Q~80% .
10. Радіаційно-хімічні перетворення (радіоліз радикалами води) ДНК Міграція про ланцюгу ДНК дефекту (“дірки”) зазвичай призводить в кінці
11. Радіаційно-хімічне перетворення білків Опромінення білків призводить до 2-етапних фізико-хімічних перетворень: 1- іонізація з утворенням е- та
15. Радіаційно-хімічне перетворення білків: Наслідки – порушення структури: Руйнування Н-зв'язків; Розриви сульфгідрильних зв’язків; Розриви пептидних зв’язків; Формування
16. Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах
17. Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах Порушення проникності мембран при радіаційних пошкодженнях клітин відбувається внаслідок: 1- зниження синтезу
18. Кисневий ефект Наявність кисню призводить до значного посилення пошкоджуючої дії іонізуючих випромінювань: Формування органічного перекисного радикалу
19. ROS
20. ROS
21. ROS & RNS
22. ROS / RNS & білки & DNA
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

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)

Слайд 5

Розподіл поглинутої енергії при опроміненні клітини:
Вода — 70-85%
Білки — 10-20%
Нуклеїнові кислоти

(ДНК і РНК) — 1-7%
Ліпіди — 2-8%
Вуглеводи — 1-5%
Метаболіти — 0,4-2%
Мінеральні речовини — 2-4%

Слайд 6

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:

Слайд 7

Слайд 8

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 :

Слайд 9

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

Радіоліз води :

Окисники: Н2О2, НО2•
Відновники: е-aq .

Слайд 10

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.

Слайд 11

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):

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

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

Слайд 16

Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах

Слайд 17

Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах
Порушення проникності мембран при радіаційних пошкодженнях клітин відбувається

внаслідок:
1- зниження синтезу фосфоліпідів (внаслідок пригнічення синтезу АТФ в мітохондріях)
2- підвищення рівня руйнування фосфоліпідів (внаслідок активації фосфоліпаз підвищеним рівнем внутрішньоклітинного Са2+)
3- пошкодження мембран активними формами кисню (АФК)
4- продукти руйнування мембранних ліпідів працюють як детергенти і самі пошкоджують мембрани

Слайд 18

Кисневий ефект
Наявність кисню призводить до значного посилення пошкоджуючої дії іонізуючих випромінювань:
Формування

органічного перекисного радикалу RO2• може індукувати ланцюгову реакцію в органічних молекулах:

Слайд 19

ROS

Слайд 20

ROS

Слайд 21

ROS & RNS

Слайд 22

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

Содержание

Непряма дія іонізуючих випромінювань обумовлюється пошкодженням клітинних молекул (мішеней) активними продуктами

Розподіл поглинутої енергії при опроміненні клітини:Вода — 70-85%Білки — 10-20%Нуклеїнові кислоти

Радіоліз води :Під дією іонізуючого випромінювання утворюється аніон або катіон води:Вони

Перекис водню Н2О2 і молекулярний водень Н здатні взаємодіяти з радикалами

Також виникає стабілізована форма електрона – гідратований електрон е-aq .100 еВ

Радіаційно-хімічні перетворення (радіоліз радикалами води) ДНКМіграція про ланцюгу ДНК дефекту (“дірки”) зазвичай

Радіаційно-хімічне перетворення білківОпромінення білків призводить до 2-етапних фізико-хімічних перетворень:1- іонізація з

Радіаційно-хімічні перетворення в мембранах

Радіаційно-хімічні перетворення в мембранахПорушення проникності мембран при радіаційних пошкодженнях клітин відбувається

Кисневий ефектНаявність кисню призводить до значного посилення пошкоджуючої дії іонізуючих випромінювань:Формування

ROS

ROS