Генетичні наслідки опромінення рослин

Генетичні наслідки опромінення мікроорганізмів не було описано у відповідному підрозділі, тому що вони у загальному розумінні мають універсальний характер для всієї біоти і їх зручніше розглянути в розділі, присвяченому вищим рослинам, для яких ці наслідки різноманітніші.

Щодо генетичних наслідків опромінення, то маються на увазі головним чином мутації генів, адже досить значні мутації хромосом, як правило, летальні для клітин, і закономірності їх виникнення внаслідок опромінення такі самі, як і закономірності його летальної дії [26].

Проте не можна вважати мутації генів однотипними. Крім уже зазначеної вище різноманітності їхньої структурної основи — від точкових мутацій, зумовлених ураженням малої кількості основ, до структурних, які захоплюють багато тисяч основ, потрібно враховувати, що подібні фенотипічні наслідки можуть мати зміни генів унаслідок внутрішніх рекомбінацій; частота ж рекомбінацій може у 10 — 30 разів перевищувати частоту справжніх мутацій генів. Таким чином, під генетичними наслідками опромінення розуміють інтегральний підсумок, що виявляється в зміні потомства опромінених особин незалежно від того, зумовлене це мутацією генів (точковою чи структурною) чи хромосом.

Розглянемо два аспекти мутагенної дії випромінювання: залежність її від потужності дози і ЛПЕ випромінювання, а також від рівнів інтегральної поглиненої дози випромінювання. На підставі різних даних, отриманих як на мікроорганізмах, так і на вищих рослинах, встановлено, що мутагенний ефект опромінення, віднесений до одиниці поглиненої дози випромінювання (наприклад, частота мутацій на 1 Гр), зі збільшенням потужності поглиненої дози спочатку дещо зменшується, а потім починає зростати. Механізм такої закономірності й локалізація «точки перегину» на осі потужності дози остаточно не з'ясовані. З цього приводу існує лише одна гіпотеза, що пов'язує характер змін мутагенного ефекту опромінення з індукцією в об'єктах системи відновлення (SOS-системи), які зазнали опромінення, і зумовленим із цим відновленням клітин від передмутаційних змін ДНК.

У такий самий спосіб, тобто на підставі загальних понять, зазвичай пояснюють емпірично встановлений факт збільшення генетичного ефекту опромінення зі збільшенням ЛПЕ випромінювання. Проте, як уже зазначалось, механізм цього феномену ще не з'ясовано.

Щодо кількісної залежності частоти індукції мутацій від поглиненої дози випромінювання є дані в основному для одноразового гострого опромінення в досить великих дозах — 1 Гр (100 рад) і більше. У разі хронічного впливу також звичайно експериментують із поглиненими дозами 1 Гр (100 рад) і більше на покоління, тому що зменшення дози нижче цього рівня зумовлює необхідність настільки збільшувати обсяг вибірки (для отримання вірогідних даних), що це робить неможливим дослідження [26].

Можна вважати, за потужності поглиненої дози 0,1 — 1 Гр/рік у разі хронічного опромінювання рівень реєстрованих генетичних змін статистично не відрізнятиметься від контролю. Це твердження стосується і мікроорганізмів, і вищих рослин, і, очевидно, переважної більшості тварин. Тому таку потужність поглиненої дози у разі хронічного опромінювання 0,1 — 1 Гр/рік можна, мабуть, вважати щодо генетичних наслідків безпечною для будь-яких представників біоти. Непрямим підтвердженням цього є те, що у випадку виникнення при такому опроміненні і з низькою частотою мутантних особин (додатково до спонтанного фону) вони, як правило, будуть швидко елімінуватися з популяції внаслідок добору, адже давно відомо, що переважна більшість спонтанних та індукованих мутантів відрізняються від особин дикого типу (що виділені з природних умов без добору) дещо зниженою життєздатністю. Мутанти із підвищеною життєздатністю, що піддаються добору, будуть залучатися до участі в житті популяції, не завдаючи їй ніякої шкоди.

Цікаві статті з розділу

Екологічна ситуація в Полтавській області
Охорона навколишнього природного середовища, раціональне використання природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки життєдіяльності людини - невід'ємна умова сталого економічного та с ...

Моделювання і прогнозування стану водного об’єкта внаслідок антропогенного впливу
У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що "вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке мо ...

Актуальні проблеми у сфері екологічної безпеки
Екологія сьогодні набуває значення наукової основи організації раціонального природокористування. Нині вона визначається як вчення про взаємодію живих організмів з навколишнім середовищем (д ...