Тело человека состоит из молекул ДНК (дезоксирибо-нуклеиновой кислоты), человеческих клеток, белка, жиров, углеводов, воды, различных ферментов, микроэлементов и т.д. Основу жизни на Земле составляют биомолекулы ДНК, состоящие из четырех нуклеотидных оснований и двадцати аминокислот, соединенных определенным образом (рис. 3.2). На самом деле молекула представляет собой двойную закрученную спираль, у которой основания попарно соединены. Основания состоят из атомов кислорода, азота, водорода и углерода. Каждое основание выполняет определенные функции. Последовательность трех оснований в цепи ДНК кодирует одну определенную аминокислоту. Каждый участок в цепи молекулы ДНК, который кодирует определенный белок, образует ген. Связь между аминокислотами обеспечивается за счет ковалентной связи. При облучении молекулы ДНК, гамма-лучи и бета-частицы возбуждают молекулу в целом, но из-за миграции энергии в ней происходит разрыв в самом слабом месте, т.е. разрываются связи между аминокислотами (выбиваются электроны из ковалентных связей). Однако молекула может противостоять облучению, вырабатывая в основаниях фермент, восстанавливающий до семи разорванных связей. Такая способность молекулы позволила сохранить жизнь на Земле в условиях постоянного естественного облучения. Но если количество разорванных связей больше семи, то молекула погибает. Она также погибает при разрушении основания, независимо от количества разрушенных ковалентных связей. Следовательно, в молекуле ДНК могут разрушаться гены, белок и основание.
Человеческая клетка представляет собой "мешок", называемый цитоплазматической мембраной, в которой находятся ядро (молекула ДНК), а вокруг него молекулы РНК, АТФ, 46 молекул хромосом, молекула белка и ферментов (рис. 3.3). Все они выполняют разные функции: транспортные, информационные, памяти, источников энергии и др.
Рис. 3.2. Модель молекулы ДНК:
1 - основание молекулы ДНК; 2 - аминокислоты (всего 20); 3 - ковалентные связи (соседние аминокислоты обмениваются электронами)
Рис. 3.3. Устройство человеческой клетки:
1 - ядро (молекула ДН К); 2 - хромосомы (всего 46); 3 - кровеносные сосуды; 4- плазма; 5 - цитоплазматическая мембрана; 6 - молекулы белка; 7 - ферменты
Молекула РНК (вариант молекулы ДНК) осуществляет синтез белка следующим образом: в желудке пища делится на аминокислоты, затем они попадают в кровь. Клетка РНК "подплывает" к кровеносному сосуду, забирает аминокислоту и транспортирует ее в необходимое место молекулы. Известно, что основной функцией клетки является синтез молекулы. При облучении клетки ИИ цитоплазматическая мембрана в отдельных местах разрывается. В этом случае ядро клетки вырабатывает ферменты, которые молекулы РНК транспортируют в точки разрыва для "зашивания" дырок, вместо того чтобы транспортировать аминокислоты от кровеносных сосудов для синтеза белка. При малых дозах облучения ферменты способны "зашить" дырки, и молекулы РНК будут выполнять свои основные функции. Однако при больших дозах все дырки не "зашиваются" и из клетки вытекает плазма, молекулы РНК выполнять свои функции не в состоянии. Синтез белка сначала замедляется, а затем полностью прекращается, и клетка гибнет.
В процессе облучения могут повреждаться хромосомы и гены. Если нарушения в хромосомах могут сказаться на потомстве, то облучение в момент деления клеток может привести к заболеванию раком. Наиболее чувствительны к радиации красный костный мозг и половые клетки, а также клетки плода. Более устойчивы к радиации клетки нервной системы, кровеносных сосудов и мышц. Очень важную, роль в организме играет белок, представляющий собой последовательность аминокислот. Он выполняет следующие функции: транспортные, структурные (как строительный материал), дыхательные — за счет гемоглобина, катализатора биохимических реакций и др. При облучении белка разрываются ковалентные связи между аминокислотами, в результате чего белок перестает выполнять свои функции. Особенно опасен неполноценный белок для иммунной системы: ослабляются защитные свойства организма и создаются благоприятные условия для размножения микробов. Кроме того, неполноценность белка проявляется в патологии различных органов, в аллергических реакциях.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.