Начальные события в развитии клеточных эффектов ионизирующего излучения: кластерные повреждения ДНК

Выявлены общие закономерности между детальными пространственно-временными характеристиками исходного физического повреждения, вызванного излучением, и вероятностью развития конечных биологических эффектов. Эти закономерности сохраняются несмотря на последовательность физических, химических и биологических процессов, устраняющих подавляющее большинство ранних повреждений. Характеристики исходных условий должны помочь определить ключевые особенности наиболее значимых ранних биологических повреждений и последующей репарации. Ионизирующее излучение вызывает в ДНК образование многих сотен различных простых химических продуктов, а также множества возможных кластерных сочетаний повреждений. Простые повреждения, включая однонитевые разрывы, как правило, слабо коррелируют с биологической эффективностью. Даже для первичных двунитевых разрывов ДНК в целом, по-видимому, не наблюдается увеличения их выхода при повышении плотности ионизации, что контрастирует с выраженным ростом относительной биологической эффективности клеточных эффектов. Анализ структуры треков показал, что кластерные повреждения ДНК, более тяжёлые, чем простые двунитевые разрывы, с биологически значимой частотой могут возникать при воздействии всех видов ионизирующего излучения. В настоящее время продолжаются исследования, направленные на более подробное описание химической природы этих кластерных повреждений и оценку их значения для клеточной репарации. Высказана гипотеза, что наиболее тяжёлые повреждения репарируются хуже, а спектр повреждений, определяющих конечные клеточные эффекты, значительно смещён в сторону более тяжёлых кластерных компонентов.