Radiobiologia Molecular

Radiobiologia: molekulaarinen lähestymistapa säteilyn vaikutusten tutkimiseen eläviin organismeihin.

Johdanto

Radiokemia on tiede, joka tutkii ydinreaktioita, jotka tapahtuvat, kun eläviä soluja ja kudoksia säteilytetään ionisoivalla säteilyllä. Se on osa lääketieteellistä fysiikkaa ja säteilybiologiaa,

Molekyyliradiobiologia on radiobiologian tieteellinen ja tekninen haara, joka tutkii ionisoivan säteilyn vuorovaikutusta biologisten esineiden kanssa molekyylien, biokalvojen, entsyymien, koentsyymien, erilaisten nukleiinihappojen jne. tasolla. Molekyyliprosessien monimutkaisuuden vuoksi fysikaaliset, fysikaalis-kemialliset, biokemialliset ja biofysikaaliset tutkimusmenetelmät sekä tietokonemallinnus molekyyliradiobiologien esineiden tietokonetietokantoja (malleja) käyttäen.

Kuten osan otsikosta voi päätellä, tutkimuksen kohteena on säteilyn vuorovaikutus elävän aineen kanssa, sen vaikutus solujen makromolekyyleihin ja muihin biologisiin järjestelmiin kokonaisuutena. Samaan aikaan säteilymolekyylit ovat vuorovaikutuksessa solubiopolymeerin lukuisten rakenteiden kanssa muodostaen laajan valikoiman ioni-molekyyliliuoksia ja -tuotteita; kaikki tämä vaikuttaa solujen ja kehon toimintaan. Molekyyliradiolyysi liittyy atomimuunnoksiin - ionisaatioon, viritykseen, dissosiaatioon. Beetahajoamistuotteille on tyypillistä 4-5 eV luokkaa oleva ionisaatioenergia. Koska molekyylien yksittäisillä komponenteilla on erilainen tehokkuus hajoamisprosessissa, voidaan puhua prosessin todennäköisyydestä molekyylin sisällä (ionireaktio) tai atomireaktiosta - säteilyn absorptiosta vapaan atomin tai radikaalin, amorfisen polymeerin, toimesta.

Elektronien ionisaatioenergia molekyyliradiolyysin aikana on paljon suurempi kuin E = 5 eV, se saavuttaa arvot 8-9 - 30 eV, joten prosessi on korkeaenerginen. Molekyylien osittaisen radiolyysin ohella lopputuotteet voivat olla radikaaleja ja vapaita atomeja. Kiihtyneet molekyylit, joiden elinkaari yltää useiden pikosekuntien luokkaan, ovat reaktiivisia aineita ja mahdollistavat merkittäviä tilavuuksia molekyylinsisäistä elektronien siirtoa, minkä ansiosta ne pystyvät suorittamaan tehokkaita atomireaktioita toistensa läpi myös alhaisilla energioilla. Viritysmekanismi on säteilyenergian uudelleenjakauma molekyylissä, johon ei liity varauksen siirtoa ja mikä tarkoittaa, että yksi kvantti virittää useita elektroneja. Kiihtyneeseen tilaan siirtynyt aine voi rentoutua takaisin suoran säteilysiirtymän kautta samaa energiatasoa pitkin, jos mikään ei häiritse sitä. Siirtyminen tapahtuu esteettömästi, kunnes vapaan kiertoradan spektri, jolla siirtymälle sallittu värähtelytila ​​sijaitsee, on käytetty loppuun ja on tarpeen vaihtaa toiseen molekyyliin. Tartuntavaikutuksen viimeinen tulos on siirtyminen viereiselle energiatasolle. Vaikutus johtaa

Radiobiologia on tiedettä, joka tutkii ionisoivan säteilyn vaikutuksia eläviin organismeihin, erityisesti biologisiin soluihin. Molekyylitaso on yksi biologisten järjestelmien organisoitumistasoista, jolla tarkastellaan molekyylejä ja niiden vuorovaikutuksia solun sisällä sekä molekyylejä solujen välillä.

Molekyyliradiobiologia on osa tutkimusta säteilyn vaikutuksista elävään kudokseen molekyyli-solutasolla. Tutkimusalueita ovat erilaisten radiologisten tekniikoiden käyttö solujen molekyylien ja atomien tutkimisessa sekä säteilyn aiheuttamien solujen kemiallisen koostumuksen muutosten vaikutukset. Molekyyliradiobiologian tavoitteena on ymmärtää fysiologisia mekanismeja, jotka liittyvät ionisoivalle säteilylle altistumisen aiheuttamiin soluvaurioihin.

Molekyyliradiobiologiassa tutkittavat keskeiset prosessit ovat solumekanismit, jotka vastaavat säteilyvaurioiden muodostumisesta, radiostimulaatiosta ja tiettyjen solujen prosessien säteilyherkkyydestä. Ionisoivan säteilyn vaikutuksen molekyylimekanismeihin voivat kuulua hapettumisprosessien stimulaatio ja vapaiden radikaalien muodostuminen, entsyymien ja proteiinien aktivaatio, nukleiinihappojen modifikaatio jne.