Естественная радиоактивность может приводить к мутациям в структуре ДНК

Источник: learn.uci.edu

Исследователи Университета Кертин (Австралия) в сотрудничестве со специалистами Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) доказали, что естественная радиоактивность внутри ДНК может изменять химические соединения и вызывать генетические мутации. Естественная радиоактивность, присутствующая во всех организмах, начиная с простейших одноклеточных и заканчивая человеком, обусловлена распадом радиоактивного изотопа углерода — 14C (углерод с атомной массой 14, обычный углерод имеет массу 12 а.е.м.). Этот радионуклид образуется в верхних слоях атмосферы, в результате воздействия космических лучей на 14N (азот-14). Как и обычный углерод, его радиоактивный аналог способен вступать в химические реакции с кислородом, образуя углекислый газ. Этот газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза, и радионуклид начинает путешествие по цепочке питания. Со временем 14C претерпевает β-распад и снова превращается в 14N. Об этом процессе было известно давно, но до сих пор считалось, что он не может влиять на нашу ДНК. В новом исследовании, проведенном под руководством профессора Найджела Маркса, воздействие естественной радиоактивности на ДНК было изучено на атомарном уровне.

С помощью высокопроизводительных компьютеров ученые высчитали, что распад 14C может изменять молекулярные структуры, кодирующие генетическую информацию. В итоге могут создаваться новые молекулы, не входящие в число четырех букв алфавита ДНК. Новые молекулы также способны вызывать мутации, путая механизмы репликации ДНК. Как отмечает профессор Маркс, ему и его коллегам удалось обнаружить тонкий процесс, который может привести к нарушению стандартных механизмов ремонта клеток в организме и созданию новых путей для мутаций. Еще не совсем известно, в какой степени репликация ДНК зависит от наличия химических соединений, отличающихся от стандартного «алфавита». Но важно учитывать, что 14C может быть источником генетических мутаций, которых невозможно избежать из-за всеобщего присутствия радионуклида в окружающей среде. Это открывает новое направление исследований естественной радиоактивности в биологии.