Казахстанско-Российский Медицинский университет
8
Особенности действия высокоинтенсивного лазерного УФ-излучения
на ДНК (двухквантовые реакции).
До создания лазерных источников УФ-излучения классическая УФ-
фотобиология рассматривала в основном процессы, линейно зависящие от
интенсивности УФ-света или исследовались биологические эффекты
одноквантовых фотохимических реакций. Лазерное излучение обладает
такими
замечательными свойствами, как пространственная когерентность,
монохроматичность, высокая интенсивность и концентрация энергии в
коротком импульсе наносекундной или пикосекундной длительности.
Большая мощность и ультракороткое время действия делают лазерное УФ-
излучение потенциально новым инструментом для исследования
процессов двухквантового возбуждения электронных уровней оснований
ДНК и особенностей протекающих при
этом фотохимических реакций, а
также их проявления на биологическом уровне.
Экспериментальные исследования, в которых водные растворы азотистых
оснований облучали пикосекундными или наносекундными импульсами
УФ-излученш (266нм),
показали, что при интенсивностях выше 10
10
Вт/м²
происходят необратимые фотохимические изменения молекул, причем
образующиеся продукты качественно отличаются от фотопродуктов
одноквантовых реакций, таких, как пиримидиновые димеры и гидраты.
Причем степень деградации оснований квадратично зависит от
интенсивности
излучения, что свидетельствует о двухквантовом
механизме лазер-индуцированных фотохимических превращений.
Лазер-индуцированное двухквантовое возбуждение оснований в составе
ДНК приводит к таким ее фотохимическим превращениям, которые не
наблюдаются (либо идут с очень низким квантовым выходом) в случае
действии низкоинтенсивного УФ-света. Наряду
с деградацией оснований в
ДНК выявлены разрывы N-гликозидной связи с
отрывом тимина от цепи
ДНК (при низко интенсивном УФ-облучении такой процесс не
происходит) и одноцепочечные разрывы. Показано, что квантовый выход
однонитевых разрывов при переходе от низкоинтенсивного
УФ-облучения
(1 Вт/м
2
) к высокоинтенсивному пикосекундному УФ-облучению (4 •
10
13
Вт/м
2
) возрастает от (1¸2) • 10
-6
до 8 • 10
-5
.
Достарыңызбен бөлісу: