Развод может привести к разрушению ДНК

Почти две трети случаев рака вызваны случайными

Развод может привести к разрушению ДНК

Рак спровоцирован ошибками в ДНК, и новое исследование обнаружило, что в большинстве случаев появления онкологии эти ошибки абсолютно случайны. Они вызваны не наследственной предрасположенностью или факторами окружающей среды, а результатом случайных сбоев.

В исследовании говорится о том, что ошибки или мутации способствуют развитию онкологического новообразования, потому что даже крошечная ошибка ДНК может привести к тому, что клетки будут размножаться бесконтрольно.

Ученые полагают, что эти мутации провоцируются в основном двумя вещами: либо мутация имеет генетическую основу, либо она вызвана внешними факторами, которые могут повредить ДНК, например, сигаретный дым или ультрафиолетовое излучение.

Но третья причина заключена в случайных ошибках. В новом научном докладе, опубликованном в журнале Science, утверждается, что этот фактор на самом деле составляет две трети этих мутаций. Когда клетка делится, то она копирует свою ДНК.

Так что каждая новая клетка будет иметь свою собственную версию генетического материала. Но каждый раз, когда происходит такое копирование, создается возможность для последующей ошибки.

И в некоторых случаях эти ошибки могут привести к онкологическому заболеванию.

Исследования ученых

“Результаты проведенных исследований показали, что рак будет развиваться в организме вне зависимости от воздействия окружающей среды”, — сказал старший научный сотрудник д-р Берт Фогельштейн, патологоанатом Центра комплексного лечения рака Сиднея Киммеля в Университете Джона Хопкинса.

В новом научном изыскании ученые ставили цель рассчитать, какой процент случаев рака был вызван наследственным фактором, окружающей средой и случайными ошибками. Ученые разработали математическую модель, которая включала данные из реестров больных раком во всем мире, а также индикаторы секвенирования ДНК.

Случайная ошибка

В исследовании утверждается, что около 66% раковых заболеваний были вызваны случайными ошибками, 29% раковых заболеваний были спровоцированы факторами окружающей среды или неправильным образом жизни людей. И лишь в 5% случаев развития раковых новообразований пусковым механизмом послужили наследуемые мутации.

Исследователи отмечают, что подобная оценка несколько разнится от взглядов других ученых, исследовавших рак. К примеру, научные сотрудники Великобритании утверждают, что 42% рака можно было предотвратить, изменив образ жизни пациентов.

В научной работе утверждается, что некоторые разновидности рака, к примеру, такие как опухоль мозга и простаты, почти полностью объясняются случайными ошибками. Ученые обнаружили, что случайные ошибки вызвали более 95% случаев заболеваний, которые были рассмотрены в научном исследовании.

Графическое изображение исследования

На одном из графических изображении ученые использовали красную окраску, чтобы указать процент ракового поражения у женщин. Заболевания, приписанные к унаследованным мутациям, были расположены с левой стороны. Те, которые относились к случайным ошибкам — в центре, а к факторам окружающей среды — с правой стороны.

Для каждого органа цвет представлял собой процент, который относится к определенному фактору, от белого (0%) до красного (100%).

Раковые образования идентифицировались как:

  • B — головной мозг.
  • Bl — мочевой пузырь.
  • Br — грудь.
  • C — шейный.
  • CR — колоректальный.
  • Е — пищевод.
  • HN — голова и шея.
  • К — почки.
  • Ли — печень.
  • Lk — лейкоз.
  • Лу — легкие.
  • М — меланома.
  • НХЛ — неходжкинская лимфома.
  • O — овариальный.
  • P — поджелудочная железа.
  • S — желудок.
  • Th — щитовидная железа.
  • U — матка.

Влияние внешних факторов

По результатам работы ученых, для некоторых раковых заболеваний экологические факторы играют большую роль. Например, отрицательное воздействие окружающей среды, в первую очередь курение, вызвали 65% всех случаев рака легких. Исследователи обнаружили, что только 35% случаев рака легких были вызваны случайными ошибками.

“Единственная мутация в клетке вряд ли вызовет рак”, — отметил Фогельштейн, выступая с научным докладом, подготовленным Джоном Хопкинсом. “Скорее, чем больше существует мутаций, тем больше вероятность того, что клетка станет злокачественной”, — сказал специалист.

Сочетание ошибок ДНК и внешних факторов

“Таким образом, мутаций от случайных ошибок достаточно, чтобы вызвать рак, который развивается сам по себе в некоторых случаях”, — говорит Фогельштейн.

Но, по утверждению ученого, в других случаях сочетание случайных ошибок, а также ошибок, вызванных факторами окружающей среды, в конечном итоге приводит к раку клетки.

Например, клетки кожи имеют базовый уровень мутаций из-за случайных ошибок и воздействия ультрафиолетового света. “Такие факторы могут добавить еще больше мутаций, приводящих к раку”, — говорит Фогельштейн.

Три причины мутаций на клеточном уровне

Кристиан Томасетти, доцент биостатистики в Johns Hopkins, упомянул три причины мутаций на примере возникновения опечаток, возникающих при использовании клавиатуры.

Некоторые из этих опечаток могут быть результатом усталости или отвлечения машинистки. Их можно рассматривать в качестве факторов окружающей среды.

“И если в клавиатуре, которую использует машинистка, отсутствует ключ, то это наследственный фактор”,— говорит Томаситти в своем докладе.

“Но даже в идеальной среде, когда машинистка хорошо отдохнула и использовала прекрасно работающую клавиатуру, опечатки все равно будут”, — утверждает ученый. И это случайная ошибка.

Что означает исследование для профилактики

Существуют специальные стратегии профилактики рака, вызванные факторами окружающей среды или генетическими причинами. Чтобы помочь снизить риск заражения раком легких, курильщик может бросить курить, а женщина, которой был диагностирован рак молочной железы, может прибегнуть к профилактической мастэктомии.

По сообщению исследователей, эти стратегии первичной профилактики считаются лучшим способом снижения уровня смертности от рака. Авторы отмечают, что такая первичная профилактика невозможна при раковых заболеваниях, вызванных случайными мутациями, но все же вторичная профилактика может помочь сохранить пациентам жизнь.

Согласно данным исследования, вторичная профилактика относится к раннему выявлению онкологии. “Нам нужно больше сосредоточиться на раннем выявлении, потому что процесс не является мутацией, которую можно избежать”, — говорит Томаситти в докладе.

Источник: http://fb.ru/post/cancer/2017/4/4/11778

Губительным для ДНК является весь ближний ИК-диапазон излучения

Развод может привести к разрушению ДНК

Эксперименты с облучением плазмидной ДНК инфракрасным светом с длиной волны 2,2 микрона показали, что разрывы нитей ДНК происходят не реже, а чаще, чем в ближнем ИК-диапазоне.

Молекулярный механизм такого процесса связан вовсе не с электронами, появляющимися при поглощении света, а с гидроксил-радикалами OH, которые при большой пиковой мощности излучения становятся вращательно-возбужденными и эффективно разрезают одну или обе нити молекулы ДНК.

Воздействие радиации на ДНК

Все, наверное, наслышаны, что радиация — то есть потоки фотонов, электронов и прочих частиц — опасна для всего живого.

Более того, этот сугубо научный факт уже давно стал основой, на которой вырастают многочисленные и зачастую неоправданные страхи перед любыми словосочетаниями со словами «радиация» или «атомный».

Между тем, до сих пор плохо понято, как именно радиация влияет на живые клетки, за счет каких конкретных молекулярных механизмов определенная доза ионизирующего излучения разрушает биологические молекулы (прежде всего, ДНК) и убивает живые клетки.

В недавнем выпуске журнала Physical Review Letters появилась статья, сообщающая о новых и несколько неожиданных аспектах того, как инфракрасное излучение большой мощности разрушает молекулы ДНК. Не исключено, что эта работа потребует пересмотра критериев того, какие мощности на каких длинах волн в ИК-диапазоне должны считаться безопасными для здоровья.

Вообще, разрушение ДНК под действием облучения может происходить по разным причинам. Самая банальная — это тепловое воздействие, и именно оно первым делом приходит на ум, когда говорят про инфракрасное излучение. Большой поток излучения, попадающего в живую ткань, приводит к локальному энерговыделению, повышению температуры, из-за чего молекула ДНК расплетается или разрушается.

Но радиация может разрушать ДНК и тогда, когда поток излучения не настолько велик, чтобы существенно нагревать среду.

В этом случае каждый отдельный электрон или фотон, поглотившийся в биологической жидкости в непосредственной близости от ДНК, порождает каскад молекулярных процессов, которые в конце концов приводят к разрыву одной или, реже, обеих нитей ДНК. Новая статья касается как раз этого, нетеплового, разрушения ДНК.

С точки зрения молекулярной физики, разрыв нити ДНК — это просто разрыв некоторых химических связей. Двойной разрыв — это два таких события на обеих нитях, произошедшие очень близко друг к другу. Если однократный разрыв еще можно починить, достроив молекулу по второй (комплементарной) нити, то двойной разрыв просто разрезает ДНК на части.

В принципе, организовать такой разрыв несложно — надо лишь передать молекуле ДНК большую энергию, причем передать ее надо напрямую. Эта энергия вытащит из молекулы несколько электронов, химические связи в ней нарушатся, и нити смогут разорваться. Такие процессы начинаются выше порога ионизации ДНК, который составляет несколько десятков электронвольт.

Для ионизирующего излучения высокой энергии это и есть основной механизм воздействия. Частица с энергией в мегаэлектронвольты за счет ионизации вещества производит на своем пути несколько тысяч электронов на каждый МэВ потерянной энергии, и каждый из этих электронов имеет шанс разорвать нить ДНК. Однако для частиц меньшей энергии такой разрыв за счет «грубой силы» уже не работает.

Например, энергия одного оптического фотона составляет всего 2 эВ, что существенно меньше порога ионизации; энергия инфракрасных фотонов и того меньше. Кроме того, под действием излучения энергия гораздо чаще выделяется не непосредственно в молекуле ДНК, а в жидкости рядом с ней.

Поэтому возникает вопрос о том, может ли эта (и без того небольшая!) энергия передаться ДНК, приводит ли она к разрыву нитей, и если да, то как именно это происходит.

Детальное изучение всех этих процессов началось не так давно, в 1990–2000-е годы. Выяснилось, что да, разрыв нитей может вполне эффективно идти и ниже порога ионизации ДНК, а сам механизм, с помощью которого низкоэнергетическая частица порождает такие разрывы, очень сложен и включает в себя разнообразные короткоживущие промежуточные состояния.

Например, в 2000 году исследователи с удивлением обнаружили, что электроны с довольно небольшой энергией 8 эВ приводят к разрывам ДНК в несколько раз чаще, чем электроны с энергией в 13 эВ. Получается, действие электронов вовсе не сводится к простой передаче энергии для разрыва химических связей.

Вместо этого электроны, образуя промежуточные отрицательно заряженные ионы, резонансно запускают некоторые молекулярные процессы, которые уже затем разрывают связи, а сами ионы быстро исчезают.

Но даже если не принимать во внимание саму молекулу ДНК, а просто попытаться разобраться, что вообще происходит в воде на атомарном уровне, когда там возникает электрон с энергией несколько эВ (прилетевший извне или выбитый фотонами), то и здесь картина явлений оказывается очень богатой.

Благодаря экспериментальным методам, появившимся в арсенале физиков не так давно, исследователи обнаружили, что один-единственный электрон приводит к целому каскаду сверхбыстрых молекулярных процессов, разворачивающихся на временном масштабе порядка пикосекунды.

В общем, молекулярные механизмы биологического эффекта радиации оказались чрезвычайно сложными; современное состояние дел для низкоэнергетических электронов описано в обзоре 2011 года.

Роль гидроксил-радикалов

Электроны, выбиваемые ионизирующим излучением, обычно считаются основным источником разнообразных проблем для ДНК. Однако дело не только в них. Три года назад было показано, что образующиеся под действием инфракрасного (ИК) света гидроксил-радикалы (молекулы OH) тоже играют важную роль в этом процессе.

Это «обрывки» молекул воды, которые возникают при воздействии сильного светового поля. Вначале лазерный импульс порождает множество возбужденных (H2O*) и ионизированных (H2O+) молекул воды, которые затем сталкиваются друг с другом и обмениваются протоном: H2O* + H2O+ → OH + H3O+.

Гидроксил-радикалы нестабильны, они с удовольствием отбирают атом водорода у окружающего вещества, если оно есть в наличии. Радикалы OH, образовавшиеся вблизи молекулы ДНК, доходят до нее и за счет многократных столкновений отбирают один из ее атомов водорода, превращаясь в молекулы воды.

Потеря водорода в «остове» ДНК-нити приводит к перестройке химических связей и разрыву нити.

Чтобы это описание не казалось чистым теоретизированием, полезно пояснить, на примере той работы 2011 года и новой статьи, как экспериментаторы вообще выясняют, какой процент молекул ДНК испытывает разрывы и что в этом виновато — электроны или OH-радикалы.

Для этого экспериментаторы используют плазмиды бактериальных ДНК — небольшие свернутые в кольцо кусочки молекулы ДНК, которые в своем обычном состоянии находятся в форме «суперскрученной» спирали (так называемая сверхспирализация ДНК).

Способность к сверхспирализации — важная характеристика ДНК, помогающая компактному ее хранению и выполнению своих функций. Разрыв одной нити позволяет сверхспирали распутаться — она переходит в «расслабленную» форму; двойной разрыв превращает ее в линейную молекулу (рис. 1).

Все эти три формы эффективно разделяются с помощью стандартной методики гелевого электрофореза (рис. 2), поскольку они «ползут» под действием электрического поля с разной скоростью.

Поэтому, сравнив полосочки до облучения и после облучения, можно по их яркости узнать, какой процент сверхспирализованных плазмид приобретает расслабленную или линейную форму.

Для выяснения того, какой из молекулярных механизмов разрывает ДНК, экспериментаторы добавляют в раствор специальные вещества, которые быстро поглощают свободные электроны или свободные OH-радикалы, нейтрализуя их действие.

Измеряя процент разрывов ДНК в зависимости от концентрации электрон-нейтрализующих или радикал-нейтрализующих агентов, можно сделать выводы относительно их роли в разрушении ДНК.

Например, если электроны играют важную роль в разрушении ДНК, то при их нейтрализации количество разрывов сильно уменьшится. Если они не играют роли — оно не изменится.

Новая статья стала продолжением работы 2011 года, но уже с более длинноволновым излучением. Если тогда длина волны ИК-лазера была 0,82 мкм (ближний ИК-диапазон), то сейчас эксперименты проводились на длинах волн 1,35 мкм и 2,2 мкм.

Эта область уже близка к среднему ИК-диапазону, который считается безопасным для здоровья и активно используется в многочисленных технических приложениях, в том числе и для передачи излучения по открытому воздуху. Параметры лазерного света, использованного в обеих работах, были близкими.

Лазер выстреливает импульсы длительностью всего лишь десятки фемтосекунд и энергией порядка миллиджоуля каждый. Импульсы идут друг за другом тысячу раз в секунду, поэтому усредненная по времени мощность лазера получается небольшой. Однако из-за сверхмалой длительности импульса пиковая интенсивность света высока и достигает десятков ТВт/см2.

Такое сильное электрическое поле в фокусе луча дополнительно разгоняет электроны, образовавшиеся при поглощении фотонов, а также стимулирует образование OH-радикалов.

Обычно считается правдоподобным, что чем более длинноволновое излучение мы используем, тем слабее — при фиксированной мощности — должны быть вызванные им эффекты, поскольку энергия отдельных фотонов становится меньше. Результаты новых экспериментов полностью противоречат этому предположению.

Выяснилось, что излучение на длинах волн 1,35 мкм и 2,2 мкм разрушают ДНК сильнее, чем в предыдущих экспериментах с ближним ИК-светом. После трех минут облучения практически вся сверхспиральная ДНК в образце получила разрывы по крайней мере в одной нити (рис. 3).

Более того, на 2,2 мкм существенная доля всех ДНК получает двойной разрыв и становится линейной (именно этот факт и подчеркивается на рис. 2 и 3).

Такая закономерность кажется, на первый взгляд, парадоксальной: энергия фотонов меньше, а биологический эффект от них сильнее. Однако авторы утверждают, что нашли молекулярный механизм этого эффекта. Поскольку гидроксил-радикалы появляются при столкновении возбужденных молекул воды, они сами по себе могут быть возбужденными.

Вычисления, проведенные авторами, показали, что фотоны с длиной волны 2,2 мкм очень эффективно раскручивают OH-радикалы (эти радикалы переходят во вращательно-возбужденные состояния). Такие вращающиеся молекулы сильнее воздействуют на остов молекулы ДНК и более эффективно разрезают нити.

Два близких столкновения ДНК с вращающимися OH-радикалами становятся более вероятными и приводят к полному разрыву ДНК.

Для доказательства того, что длинноволновое ИК-излучение действует на ДНК за счет OH-радикалов, а не электронов, экспериментаторы провели серию измерений с добавками нейтрализующих агентов с разной концентрацией. Выяснилось, что нейтрализаторы электронов практически не изменяют процент разрывов ДНК, а нейтрализаторы OH-радикалов резко его снижают.

Более того, процент линейной ДНК падает с ростом концентрации OH-нейтрализатора гораздо быстрее, чем процент расслабленной. Это означает, что механизм двойного разрыва ДНК — это скорее всего не однократный удар OH по молекуле, сразу разрушающий обе нити, а два близких, но независимых удара, каждый из которых расщепляет свою нить.

До сих пор этот вопрос не был проверен экспериментально.

Авторы завершают свою статью замечанием, что согласно современным медицинским критериям излучение с длиной волны больше 1,3 мкм считается безопасным, в том числе и для глаза.

Однако они сейчас продемонстрировали, что такое излучение при достаточной пиковой мощности в лазерном импульсе может вызывать эффективное разрушение молекул ДНК, более сильное, чем излучение в ближнем ИК-диапазоне.

Это, по мнению авторов, уже достаточная причина для того, чтобы обеспокоиться тем, насколько адекватны нынешние критерии безопасности.

Конечно, в бытовых устройствах, использующих ИК-светодиоды (например, пульты дистанционного управления), такой пиковой мощности нет даже близко, поэтому паниковать смысла нет. Но, все же, в свете новых данных будет полезно тщательнее разобраться с тем, где именно проходит граница безопасности для здоровья в ближнем и среднем ИК-диапазоне.

Источник: A. K. Dharmadhikari et al., DNA Damage by OH Radicals Produced Using Intense, Ultrashort, Long Wavelength Laser Pulses // Physical Review Letters 112, 138105 (2014).

Игорь Иванов

Источник: https://elementy.ru/news/432243

Мат разрушает ДНК человека

Развод может привести к разрушению ДНК

Вы, наверное, не раз задавались вопросом: стоит или нет ругаться матом? Хорошо это или плохо. Есть разные мнения. Одни люди считают матную брань проявлением мужской энергетики и силы, другие — категорически против мата.

Разрушительная сила слова

Как же обстоят дела на самом деле?

А все дело в том, что учеными доказана негативная и разрушительная сила матного слова.Точнее, наука подтвердила тот факт, что бранная речь воздействует на генетический аппарат клеток человека (ДНК), что приводит к его необратимым изменениям – мутациям. Мутации, в свою очередь, неизбежно ведут к вырождению поколений.

Доказательная база подобного явления основывается на уникальном изобретении ученых. Это специальный прибор, способный преобразовывать человеческое слово в электромагнитные волны, которые в свою очередь воздействуют на структуру молекулы ДНК.

И если человек матерится с большой периодичностью, то нарушается структура ДНК, а на ее основе синтезируется атипичный белок, который приводит к аномальным процессам в клетках человеческого организма. Запускается программа самоуничтожения организма.

Учеными доказано, что разрушительная сила бранного слова подобна радиоактивному излучению в тысячи рентгеновских лучей. А мутации, вызываемые радиацией, вызывают страшные последствия.

Как же ученые смогли это доказать? – спросите вы.

Опыт проводился в течение длительного времени, а это много лет, на растении арабидопсис, точнее на их семенах. Семена арабидопсиса ругали матной бранью, причем это производилось и громко, и тихо.

Было замечено, что независимо, как было произнесено слово, громко или тихо, растения все равно погибли. А те, которые выжили, представляли собой мутанты, которые также в конце концов погибли.

Был сделан вывод, что слово несет в себе информацию и прямо влияет на ДНК. Поэтому эксперимент, когда семена называли положительным словом, привел к тому, что умершие семена снова ожили, а семена-мутанты выздоровели.

Правомерно ли сравнение людей с растениями? – спросите вы. Да, правомерно. Ведь передача свойств молекулы ДНК работает одинаково у всех живых существ. Здесь работают универсальные законы.

Да и что далеко ходить. Издавна было известно волшебное свойство слова изменять программу жизни не только отдельного человека, но и его потомства.

Вспомним древнерусскую литературу, в которой святые исцеляли своим словом больных неизлечимой болезнью и воскрешали умерших. Причем действие слова проходило не только через одно поколение, а распространялось на века.

Ругаться матом плохо

Пессимисты усомнятся, как простое слово способно влиять на наследственность. Оказывается способно.

В наше время мнение о том, что ДНК строится лишь на основе химических соединений, подверглось сомнению. Теперь считается, что генетический аппарат человеческой клетки организован куда более сложнее.

Большой вклад в эту теорию внес известный академик Петр Гаряев, основатель волновой теории в генетике.

Ведь ген – это не только часть молекулы ДНК. А информация о человеке, его прошлом, настоящем и будущем зашифрована не только в химических соединениях молекулы ДНК, а в  физических полях, образующихся вокруг хромосом. Это так называемый волновой геном.

Молекулы ДНК обмениваются информацией посредством электромагнитных колебаний, в частности при помощи звуковых и световых волн.

Сегодня доказано, что молекула ДНК способна улавливать волны света и звука, благодаря этому можно стимулировать резервы организма, запуская сокрытые в волновом геноме наследственные программы.

Подобных чудес может добиться любой человек, читая молитву. Он переходит в определенный волновой режим, запускающий резервы своего организма.

Выводы ученых поражают: молекула ДНК воспринимает речь человека, которая представляет собой электромагнитные колебания, точнее звуковые. Читая молитвы про себя, человек проводит информацию до молекулы ДНК по электромагнитным каналам.

Причем одна речь способна исцелять человеческий организм (например, молитвы, прочитанные от всего сердца), а другая (к примеру, проклятия) – разрушает ДНК на многие поколения вперед.

Молитвы раскрывают резервные возможности человеческого организма и творят воистину чудесные вещи. А проклятия травмируют генетический аппарат клетки, что приводит к нарушению развития человеческого организма.

Академик Гаряев убежден, что своими мыслями и словами человек воздействует на свой генетический аппарат. Ребенок, перенявший от родителей привычку материться, повреждая ДНК , разрушает свою жизнь и негативно воздействует на судьбу последующих поколений.

Таким образом, наш генетический аппарат реагирует на то, о чем мы думаем и что мы говорим, какие программы смотрим по телевизору и какую литературу читаем. Все это отражается на волновом геноме каждой клетки, изменяя наследственность и, соответственно, жизненную программу.

Итак, слово, воздействуя на ДНК, способно вызвать как тяжелое заболевание и даже смерть, так и исцелить смертельно больного человека.

Под редакцией Белой Совы

Источник: http://www.rasenya.ru/interesno/mat-razrushaet-dnk/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.