Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
Radyoaktif Radyasyonun Daha Önce Fark Edilmeyen Bir Mekanizma Yoluyla Biyolojik Dokuya Zararı
Hücreler iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında, daha önce düşünülenden daha yıkıcı zincir reaksiyonları meydana gelebiliyor. Heidelberg'deki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nden araştırmacılar tarafından…
Hücreler iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında, daha önce düşünülenden daha yıkıcı zincir reaksiyonları meydana gelebiliyor. Heidelberg'deki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nden araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, ilk kez organik moleküllerde moleküller arası Coulomb bozunumunu gözlemledi. Bu, radyoaktivite veya uzaydan gelen iyonlaştırıcı radyasyon tarafından tetikleniyor. Etki, iki komşu moleküle zarar veriyor ve sonuçta DNA ve proteinlerdeki gibi bağların kopmasına yol açıyor. Bulgu, yalnızca radyasyon hasarının anlaşılmasını geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda radyasyon tedavisini desteklemek için daha etkili maddelerin araştırılmasına da yardımcı olabilecek.
Bazen radyoaktif hasar yeterince büyük olmayabiliyor - özellikle de iyonlaştırıcı radyasyonla tümör dokusunu yok etmek söz konusu olduğunda. Radyasyon tedavisinde, radyasyonun tümör dokusundaki hasarını spesifik olarak artıran maddeler kullanılıyor. Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nde bir araştırma grubuna başkanlık eden ve mevcut çalışmada etkili olan Alexander Dorn, “Bulduğumuz moleküller arası Coulombic bozunma, bu tür hassaslaştırıcıları daha etkili hale getirmeye yardımcı olabilir.” diyor. Ekibinin gözlemleri, yapay veya doğal iyonlaştırıcı radyasyonun sağlıklı dokunun genetik materyaline nasıl zarar verdiğine dair anlayışımızı da geliştirebilir.
Fazla Enerji Bir Coulomb Patlamasına Yol Açar
Genomun DNA çift sarmalı, basamakları nükleik baz çiftlerinden oluşan bir ip merdiveni andırır. Dorn, “Serbest nükleik bazlarla yapılan deneyler zor olduğu için, başlangıçta bir model sistem olarak benzen molekülü çiftlerini inceledik.” diye açıklıyor. Bu hidrokarbon halkaları, bir DNA zincirinde birbirinin üzerine yığılmış nükleik bazlara benzer şekilde bağlanıyor. Araştırmacılar benzen çiftlerini elektronlarla bombaladılar, böylece radyoaktif radyasyonu bir dereceye kadar taklit ettiler. Bir elektron bir benzen molekülüne çarptığında iyonize oluyor ve çok fazla enerji ile yükleniyor. Ekip şimdi, molekülün bu enerjinin bir kısmını partner molekülüne aktardığını gözlemledi. Bu enerji artışı, ikinci molekülü de iyonize etmek için yeterliydi. Böylece her iki molekül de pozitif yüklüydü. Tabii ki, bu uzun sürmedi. İki moleküler iyon birbirini itti ve bir Coulomb patlamasında birbirinden ayrıldı.
Şimdiye kadar bilim insanları, iyonlaştırıcı radyasyonun biyomoleküllere dolaylı olarak zarar verdiğini varsaymışlardı. Yüksek enerjili radyasyon ayrıca, bir hücrenin büyük ölçüde oluşturduğu ve DNA gibi biyomolekülleri çevreleyen suyu da iyonize ediyor. İyonize su molekülleri - özellikle hidroksit iyonları - daha sonra DNA'ya saldırıyor. Ve eğer beta radyasyonunun bir elektronu veya bir gama kuantumu bir DNA molekülüne doğrudan çarparsa, fazla enerji normalde molekülün kendisindeki süreçler tarafından dağıtılıyor. Böylece bozulmadan kalıyor. Ya da en azından şimdiye kadarki varsayım buydu. Her halükarda, farklı moleküller veya molekülün farklı kısımları arasındaki zayıf bağlar - DNA'da ve proteinlerde olduğu gibi - bundan da etkilenmemeli. Ancak, reaksiyon mikroskoplarında araştırmacılar, radyoaktif radyasyonun gerçekten de bu tür bağları kırabileceğini gözlemlediler. Bu alet, sadece iki ayrı benzen molekülünü tespit etmelerine ve enerjilerini ölçmelerine değil, aynı zamanda yayılan elektronları karakterize etmelerine de izin veriyor.
Radyasyonun genetik materyal üzerindeki etkisini daha iyi değerlendirmek için Dorn'un ekibi şimdi reaksiyon mikroskobu altında elektronlarla nükleik asit çiftlerini bombalayacak. Dorn, “Bu deneysel olarak zorlayıcı çünkü onları buharlaştırmak için nükleik bazları ısıtmamız gerekiyor.” diye açıklıyor.
Bazen radyoaktif hasar yeterince büyük olmayabiliyor - özellikle de iyonlaştırıcı radyasyonla tümör dokusunu yok etmek söz konusu olduğunda. Radyasyon tedavisinde, radyasyonun tümör dokusundaki hasarını spesifik olarak artıran maddeler kullanılıyor. Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nde bir araştırma grubuna başkanlık eden ve mevcut çalışmada etkili olan Alexander Dorn, “Bulduğumuz moleküller arası Coulombic bozunma, bu tür hassaslaştırıcıları daha etkili hale getirmeye yardımcı olabilir.” diyor. Ekibinin gözlemleri, yapay veya doğal iyonlaştırıcı radyasyonun sağlıklı dokunun genetik materyaline nasıl zarar verdiğine dair anlayışımızı da geliştirebilir.
Fazla Enerji Bir Coulomb Patlamasına Yol Açar
Genomun DNA çift sarmalı, basamakları nükleik baz çiftlerinden oluşan bir ip merdiveni andırır. Dorn, “Serbest nükleik bazlarla yapılan deneyler zor olduğu için, başlangıçta bir model sistem olarak benzen molekülü çiftlerini inceledik.” diye açıklıyor. Bu hidrokarbon halkaları, bir DNA zincirinde birbirinin üzerine yığılmış nükleik bazlara benzer şekilde bağlanıyor. Araştırmacılar benzen çiftlerini elektronlarla bombaladılar, böylece radyoaktif radyasyonu bir dereceye kadar taklit ettiler. Bir elektron bir benzen molekülüne çarptığında iyonize oluyor ve çok fazla enerji ile yükleniyor. Ekip şimdi, molekülün bu enerjinin bir kısmını partner molekülüne aktardığını gözlemledi. Bu enerji artışı, ikinci molekülü de iyonize etmek için yeterliydi. Böylece her iki molekül de pozitif yüklüydü. Tabii ki, bu uzun sürmedi. İki moleküler iyon birbirini itti ve bir Coulomb patlamasında birbirinden ayrıldı.
Şimdiye kadar bilim insanları, iyonlaştırıcı radyasyonun biyomoleküllere dolaylı olarak zarar verdiğini varsaymışlardı. Yüksek enerjili radyasyon ayrıca, bir hücrenin büyük ölçüde oluşturduğu ve DNA gibi biyomolekülleri çevreleyen suyu da iyonize ediyor. İyonize su molekülleri - özellikle hidroksit iyonları - daha sonra DNA'ya saldırıyor. Ve eğer beta radyasyonunun bir elektronu veya bir gama kuantumu bir DNA molekülüne doğrudan çarparsa, fazla enerji normalde molekülün kendisindeki süreçler tarafından dağıtılıyor. Böylece bozulmadan kalıyor. Ya da en azından şimdiye kadarki varsayım buydu. Her halükarda, farklı moleküller veya molekülün farklı kısımları arasındaki zayıf bağlar - DNA'da ve proteinlerde olduğu gibi - bundan da etkilenmemeli. Ancak, reaksiyon mikroskoplarında araştırmacılar, radyoaktif radyasyonun gerçekten de bu tür bağları kırabileceğini gözlemlediler. Bu alet, sadece iki ayrı benzen molekülünü tespit etmelerine ve enerjilerini ölçmelerine değil, aynı zamanda yayılan elektronları karakterize etmelerine de izin veriyor.
Radyasyonun genetik materyal üzerindeki etkisini daha iyi değerlendirmek için Dorn'un ekibi şimdi reaksiyon mikroskobu altında elektronlarla nükleik asit çiftlerini bombalayacak. Dorn, “Bu deneysel olarak zorlayıcı çünkü onları buharlaştırmak için nükleik bazları ısıtmamız gerekiyor.” diye açıklıyor.