Тақырып. Радиоактивті ластану және радиациялық мутагенез мәселелері.

Радиацияның табиғи популяциялар мен қауымдастықтарға генетикалық әсері өте өзекті мәселе. Бұл ең алдымен табиғи қауымдастықтардың ядролық сынақ өткізген жерлерде және атомдық өнеркәсіптегі авариялар болған жерлерде сәулеленудің болуымен байланысты. Бұл сұрақтардың дамуы ядролық отынды өндіру, өңдеу, пайдалану және сақтаудың дамуымен байланысты. Иондаушы сәулеленудің популяцияға әсерін қоршаған ортада радиоактивті элементтердің экологиялық нормалануы үшін қажет. Мысалы, Семей полигонының территориясындағы бірқатар аймақтар генетикалық салдарды туғызуға қабілетті радиацияға ұшыраған. Дегенмен де, Семей полигонында тіршілік ететін популяцияларға радиацияның созылмалы әчері әлі толық зерттелмеген жоқ. Ядролық жарылыстардың салдарын зерттеудің қажеттігі қарапайымдардан адамдарға дейін түрлі организмдерді біріктіретін тест-жүйелерді, соның ішінде молекулалық-генетикалық деңгейден популяциялық және биоценологиялық деңгейді біріктіретін мониторинг жүйесін құруды қажет етеді.

Жер бетінде иондаушы сәулелердің ең кең тараған түрлеріне α- және β-бөлшектер, γ-кванттар, рентген сәулелер, нейтрондар и ғарыш сәулелері. Сәулеленудің бұл түрлері атомдар, молекулалар немесе молекулалардың бөлшектерін электрлі зарядталған бөлшектерге – иондарғаайналдырады, яғни оларды иондайды. Ионизация нәтижесінде электрлі бейтарап атомдарға немесе молекулаларға электр заряды қосылады (+ заряд) немесе алынады (- заряд). Иондаушы сәулеленудің радиобиологиялық әсері – тірі организмде молекулалық, молекулалық үсті, биоқұрылымдық, физиологиялық және генетикалық деңгейлерде өтетін өзара байланысқан және өзара тәуелді өзгерістердің нәтижесі. Сәулеленудің әсерімен байланысты өзгерістер радиацияның биосубстратқа тікелей әсерімен немесе радиолиз өнімдерімен реакция арқылы жүреді. Иондаушы сәулеленудің мутагенді әсерінің маңызды факты болып мутация жиілігінің радиация мөлшеріне тәуелділігі болып табылады. Ең алғаш рет бұл туралы 1930 ж H.J. Muller. А айтқан болатын, ал A.S. Serebrovsky мен N.P. Dubinin /57/, оны өздерінің дрозофиламен жүргізген тәжірибелерінде дәлелдеп, Меллердің айтқан радиациялық мутацияның сәулеленудің мөлшеріне пропорияоналдығын растады. Осы мәліметтер бойынша мутацияға бірліктік оқиға себеп болады. Олардың саны сәулеленудің мөлшері артқан сайын арта береді. Кейінірек үлкен тәжірибелік материалда мутация пайда болуының жиілігі сәулелену мөлшерімен сызықтық тәуелділікте екендігі көрсетілді. Мысалы, дрозофиламен жүргізген тәжірибелерде W.P. Spenser және Stern 167000 хромосом мен жыныспен тіркескен рецессивті леталды факторларды зерттеді. 25-50 Р мөлшерде дрозофиланың ересек аталықтарын рентген сәулелерімен әсер еткенде 50 Р мөлшерде мутация жылдамдығы бақылаумен салыстырғанда екі еселенетіні, яғни сәулеленудің мутациялық әсері тіпті төмен мөлшерде де байқалатыны көрсетілді. Сәулеленген дрозофила популяцияларының генетикасына қатысты жұмыстарды B. Wallace жүргізді. Радиациялық генетика бойынша қосқанаттыларға жүргізілген тәжірибелердің көпшілігі лабораториялық жағдайда жасанды популяцияларда жүргізілді. Бұл моделді тәжірибелердің мәні өте маңызды. Алайда табиғи радиацияның популяцияның қалыптасқан генетикалық жүйесіне әсерін зерттеу қызығушылық туғызады. Алғаш рет осындай тәжірибелерді W.S. Stone, F.D. Wilson Маршалл аралдарында тіршілік ететін Drosophila табиғипопуляциясындағы термоядролық жарылыстардың салдарын зерттегенде жүргізді. АҚШ-тағы ең алғашқы термоядролық жарылыс 1954 ж, екіншісі – 1956 ж болды. Бикини аралында популяциялар тікелей сәулеленуге, кейінннен радиоактивті жауын-шашынның әсеріне дұшар болды. Басқа аралдарда (Ронгелан, Ронгерик, Маджуро) генетикалық әсерге тек радиоактивті жауын-шашындар себеп болды. Популяцияларды 1955 - 1957 жж Маршалл аралдарының төртеуінде жүргізді, ал 1956-1957жж.. Понапеде (Каромен аралдары) жүргізді. Барлық зерттелген популяциялар үшін тұқымқуалаушылық құрылымдарының айтарлықтай зақымдалғаны анықталды. Сәулеленген популяциялардағы леталдардың концентрациясы 72,7 - 95,7% құрады.

Радиацияның хирономидтердің табиғи популяцияларына әсеріне алғашқы болып B.G. Blaylock жұмыс істеді. Ол лабораториялардың радиоактивті қалдықтары тасталатын атақты Уайт-Ок-Крикте жэұмыс істеді. Ол Chironomus sp. (Блейлок бұл түрді қателесіп Cаmptochironomus tentans деп анықтаған ) популяциясында өзеннің жоғарғы бөлігіндегі таза популяциямен салыстырғанда 10 жаңа инверттелген нуклеотидтердің тізбектелуі тапты. Осы жағдайда дернәсілдің абсорбциялық мөлшері 230 рад/жыл құрады, бұл табиғи деңгейден 1000 еседей көп. Бақылаулар 5 жыл бойы жүргізілді. Автордың жалпы қорытындысы – созылмалы сәулелену популяциядажаңа инверсиялардың пайда болу жиілігне әсер етеді, алайда оған дейін болған инверсиялардың жиілігіне әсер етпейді. Н.П. Дубинин "өсімдіктер мен жануарлардың тарихи қалыптасқан тұқымқуалау өзгергіштігі және бактериялар мен вирустардың гентикалық мезханизмдері ортада радиацияның жоғары мөлшері сияқты мықты факторлардың пайда болуына жауап ретінде популяция мен түрлерді эволюциялық тұрғыдан түрлендіре алады. Радиацияның әсері күрделі, себебі ол түрлердің тіршілік етіп ортасында сұрыптау факторы ретінде бола отырып, гендер мен хромосомалардың мутациялануының жиілігін жоғарылататын фактор ретінде жағымсыз әсер етеді. ".