E-Book Overview
Рассмотрено влияние некоторых биологически активных веществ (БАВ): ионов металлов, красителей, антибиотиков - на структуру и физико-химические свойства нуклеиновых кислот. Обсуждено использование БАВ в качестве лекарственных веществ. Описаны эффекты совместного действия ионов металлов и ионизирующих излучений на ДНК животных в Чернобыльской зоне
E-Book Content
DNA INTERACTION WITH BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES (METAL IONS, DYES, DRUGS) Yu. P. BLAGOI © Å·„ÓÈ û.è., 1998 The paper considers the influence of some biologically active substances (BAS) such as metal ions, dyes, antibiotics on the structure and physicochemical properties of nucleic acids. Some BAS are used as drugs. Effects of joint action of metal ions and ionizing radiation on DNA of animals living in the Chernobyl zone are described. 18 ê‡ÒÒÏÓÚ ÂÌÓ ‚ÎËflÌË ÌÂÍÓÚÓ ˚ı ·ËÓÎӄ˘ÂÒÍË ‡ÍÚË‚Ì˚ı ‚¢ÂÒÚ‚ (ÅÄÇ): ËÓÌÓ‚ ÏÂÚ‡ÎÎÓ‚, Í ‡ÒËÚÂÎÂÈ, ‡ÌÚË·ËÓÚËÍÓ‚ – ̇ ÒÚ ÛÍÚÛ Û Ë ÙËÁËÍÓ-ıËÏ˘ÂÒÍË ҂ÓÈÒÚ‚‡ ÌÛÍÎÂËÌÓ‚˚ı ÍËÒÎÓÚ. é·ÒÛʉÂÌÓ ËÒÔÓθÁÓ‚‡ÌË ÅÄÇ ‚ ͇˜ÂÒÚ‚Â ÎÂ͇ ÒÚ‚ÂÌÌ˚ı ‚¢ÂÒÚ‚. éÔËÒ‡Ì˚ ˝ÙÙÂÍÚ˚ ÒÓ‚ÏÂÒÚÌÓ„Ó ‰ÂÈÒÚ‚Ëfl ËÓÌÓ‚ ÏÂÚ‡ÎÎÓ‚ Ë ËÓÌËÁË Û˛˘Ëı ËÁÎÛ˜ÂÌËÈ Ì‡ Ñçä ÊË‚ÓÚÌ˚ı ‚ ó ÌÓ·˚θÒÍÓÈ ÁÓÌÂ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДНК С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ИОНАМИ МЕТАЛЛОВ, КРАСИТЕЛЯМИ, ЛЕКАРСТВАМИ) û. è. ÅãÄÉéâ ï‡ ¸ÍÓ‚ÒÍËÈ „ÓÒÛ‰‡ ÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÛÌË‚Â ÒËÚÂÚ ËÏ. Ä.å. ÉÓ ¸ÍÓ„Ó ÇÇÖÑÖçàÖ Молекулярная структура ДНК – знаменитая двойная спираль – стабилизируется молекулами воды и ионами металлов, а также может изменяться при варьировании различных факторов: повышении температуры, изменении состава растворителя, ионных условий, кислотности и др. Возможны несколько структурных форм двойной спирали (конформаций) – А-, В-, Z-формы, отличающихся степенью закручивания, ориентацией плоскостей оснований относительно оси спирали и биологическими функциями. Кроме того, ДНК может существовать в растворе в разупорядоченной клубкообразной форме с разделенными нитями. Переходы между этими формами происходят при изменении внешних условий и носят характер кооперативных фазовых переходов. В образовании биологически активной структуры нуклеиновых кислот (НК), так же как и в работе ферментов, существенное участие принимают низкомолекулярные вещества – ионы металлов, химические соединения различной природы, которые принято относить к биологически активным веществам (БАВ). Некоторые из этих веществ, находясь в микроколичествах в клетке и изменяя структуру НК, нарушают процессы передачи генетической информации (репликацию, транскрипцию и трансляцию), вызывают одно- и двунитевые разрывы в ДНК, блокируют синтез белка и приводят к генетическим аномалиям. В связи с этим среди таких БАВ имеются сильно токсические вещества, а также вещества с мутагенным и канцерогенным действием. Последние факторы, однако, могут быть использованы при создании новых лекарственных препаратов противомикробного, противовирусного, противоопухолевого действия, поскольку избирательное связывание БАВ с ДНК патогенных микроорганизмов приводит к ингибированию их размножения, а в случае онкологических заболеваний может подавлять нерегулируемое деление раковых клеток. Наряду с самостоятельным действием на функционирование биосистем молекулы БАВ могут существенно усиливать (или, наоборот, предотвращать) влияние других внешних физических факторов на ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹10, 1998 биологические макромолекулы: ультрафиолетового и ионизирующего излучений, теплового воздействия (нагрев или замораживание биосистем), действие различных химических агентов. ëàãõ, ëíÄÅàãàáàêìûôàÖ ëÇüáõÇÄçàÖ åéãÖäìã ÅÄÇ ë çìäãÖàçéÇõåà äàëãéíÄåà Большинство БАВ находятся при обычных условиях в водном растворе в катионной форме (это одно-, двух- или многозарядные ионы металлов, положительно заряженные молекулы красителей), а молекулы ДНК и других нуклеиновых кислот являются полианион