Radiobiologia molekularna

Radiobiologia: molekularne podejście do badania wpływu promieniowania na organizmy żywe.

Wstęp

Radiochemia to nauka zajmująca się badaniem reakcji jądrowych zachodzących podczas napromieniania żywych komórek i tkanek promieniowaniem jonizującym. Jest częścią fizyki medycznej i biologii promieniowania,

Radiobiologia molekularna to naukowo-techniczna gałąź radiobiologii zajmująca się badaniem oddziaływania promieniowania jonizującego z obiektami biologicznymi na poziomie cząsteczek, biomembran, enzymów, koenzymów, różnych kwasów nukleinowych itp. Ze względu na złożoność procesów molekularnych, fizycznych, fizykochemicznych, metody badań biochemicznych i biofizycznych oraz modelowanie komputerowe z wykorzystaniem komputerowych baz danych (modeli) obiektów radiobiologów molekularnych.

Jak sugeruje tytuł sekcji, przedmiotem badań jest oddziaływanie promieniowania z materią żywą, jego wpływ na makrocząsteczki komórek i inne układy biologiczne jako całość. Jednocześnie cząsteczki promieniowania oddziałują z licznymi strukturami biopolimeru komórkowego, tworząc szeroką gamę roztworów i produktów jonowo-molekularnych; wszystko to wpływa na funkcjonowanie komórek i organizmu. Radioliza molekularna wiąże się z przemianami atomowymi - jonizacją, wzbudzeniem, dysocjacją. Energia jonizacji rzędu 4-5 eV jest typowa dla produktów rozpadu beta. Ponieważ poszczególne składniki cząsteczek charakteryzują się różną wydajnością w procesie rozkładu, możemy mówić o prawdopodobieństwie zajścia procesu wewnątrz cząsteczki (reakcja jonowa) lub o reakcji atomowej - absorpcji promieniowania przez wolny atom lub rodnik, polimer amorficzny.

Energia jonizacji elektronów podczas radiolizy molekularnej jest znacznie większa niż E = 5 eV, osiąga wartości od 8-9 do 30 eV, więc proces jest wysokoenergetyczny. Wraz z częściową radiolizą cząsteczek, końcowymi produktami po nich mogą być rodniki i wolne atomy. Wzbudzone cząsteczki, których czas życia sięga kilku pikosekund, są substancjami reaktywnymi i umożliwiają wewnątrzcząsteczkowy transfer elektronów w znacznych objętościach, dzięki czemu są w stanie przeprowadzać między sobą wydajne reakcje atomowe nawet przy niskich energiach. Mechanizm wzbudzenia polega na radiacyjnej redystrybucji energii w cząsteczce, której nie towarzyszy przeniesienie ładunku i oznacza, że ​​jeden kwant wzbudza kilka elektronów. Substancja, która weszła w stan wzbudzony, może ponownie się zrelaksować poprzez bezpośrednie przejście radiacyjne na tym samym poziomie energii, jeśli nic jej nie przeszkadza. Przejście następuje bez przeszkód aż do wyczerpania się widma wolnych orbitali, na którym znajduje się stan wibracyjny dopuszczony do przejścia i konieczne jest przejście na inną cząsteczkę. Ostatnim skutkiem efektu adhezji jest przejście na sąsiedni poziom energii. Efekt prowadzi

Radiobiologia to nauka badająca wpływ promieniowania jonizującego na organizmy żywe, zwłaszcza komórki biologiczne. Poziom molekularny to jeden z poziomów organizacji układów biologicznych, na którym rozważa się cząsteczki i ich interakcje w komórce, a także cząsteczki między komórkami.

Radiobiologia molekularna to dziedzina badań nad wpływem promieniowania na żywą tkankę na poziomie molekularno-komórkowym. Obszary badań obejmują wykorzystanie różnych technik radiologicznych do badania cząsteczek i atomów w komórkach oraz skutki zmian w składzie chemicznym komórek wywołanych promieniowaniem. Celem radiobiologii molekularnej jest zrozumienie mechanizmów fizjologicznych odpowiedzialnych za uszkodzenia komórek w wyniku narażenia na promieniowanie jonizujące.

Kluczowymi procesami badanymi w radiobiologii molekularnej są mechanizmy komórkowe odpowiedzialne za powstawanie uszkodzeń radiacyjnych, radiostymulację i radiowrażliwość niektórych procesów w komórkach. Molekularne mechanizmy działania promieniowania jonizującego mogą obejmować stymulację procesów utleniania i powstawania wolnych rodników, aktywację enzymów i białek, modyfikację kwasów nukleinowych itp.