Ученые обнаружили, что цепные реакции, запускаемые ионизирующей радиацией, могут быть гораздо более вредными, чем считалось. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature Chemistry.
До сих пор ученые предполагали, что ионизирующее излучение повреждает биомолекулы в основном косвенно. Высокоэнергетическое излучение ионизирует воду, из которой в основном состоит клетка и которая окружает биомолекулы, включая ДНК. Ионизированные молекулы воды, особенно гидроксид-ионы, затем повреждают ДНК. Но если электрон, из которых состоит бета-излучение, или гамма-квант действительно попадает в молекулу ДНК напрямую, их избыточная энергия обычно рассеивается процессами в самой молекуле, и ДНК не повреждается.
Однако исследователи из обнаружили, что радиоактивное излучение действительно может разорвать связи внутри молекул ДНК. “Поскольку эксперименты со свободными нуклеиновыми основаниями затруднены, мы изучали пары молекул бензола в качестве модельной системы”, – говорит Александр Дорн, один из авторов исследования из Института ядерной физики Общества Макса Планка (Германия).
Эти углеводородные кольца связаны аналогично нуклеиновым основаниям, из которых состоит цепь ДНК. Исследователи бомбардировали бензольные пары электронами, тем самым имитируя воздействие радиации. Когда электрон попадал в молекулу бензола, она ионизировалась и заряжалась энергией. Ученые заметили, что молекула передает часть этой энергии своей молекуле-партнеру. Этого прироста энергии было достаточно, чтобы ионизировать вторую молекулу, разрывая связь.
Пока неясно, как обнаруженный процесс влияет на всю цепь ДНК, поскольку если разорвется только одна ее нить из двух, последствия будут не очень тяжелыми. Однако если высвободятся еще несколько электронов, они могут разорвать связи следующей пары молекул, разрушив и вторую нить, что может иметь фатальные последствия.