БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРОВ НА РАСТЕНИЯ:МЕХАНИЗМЫ

Бурилков В. К., Софрони В. Е.
"Гидрометео" РМ, MD-2043 Кишинев, Молдова
Ранее изучалось воздействие лазерного излучения (ЛИ) и фотосенсибилизаторов (ФС) на различные организмы. Однако совместное действие этих факторов изучено крайне мало, за исключением некоторых работ на уровне препаратов ДНК и клеток in vitro. Наши иссследования по совместному действию ЛИ и ФС на растения показали их высокую биологическую активность. Так, воздействие на растения (на различных фазах развития) ЛИ и ФС приводит к значительному изменению некоторых их физиологических показателей. В частности, обработка семян, пыльцы растений ФС, а затем ЛИ сильно уменьшали их жизнеспособность. Было показано, что одной из причин этого явления -индукция в ДНК большого числа дополнительных одно-, двунитевых разрывов (ОР, ДР). Рассматривались также варианты ингибирования метаболизма растительных клеток под влиянием ЛИ и ФС. Доказано, что ФС (этидиум бромид) значительно уменьшает нуклеазную активность прорастающей пыльцы по отношению к ДНК вектора. Указанное явление может быть применено для увеличения эффективности метода генетической трансформации у растений с использованием процесса опыления - оплодотворения. Рассмотрен механизм изменения конформации ДНК и ингибирования действия нуклеаз за счет связывания их активного центра с ФС (этидиум бромид). Оценка мутагенного и рекомбиногенного действия (по частоте хромосомных аберраций, мутаций в М1, М2 и т.д. и рекомбинаций) выявила высокую генетическую эффективность совместного использования этих агентов. Рассмотрены механизмы генетической активности ФС и ЛИ в непрерывном,нано-, пикосекундном режимах. Показано, что основной причиной увеличения мутагенной и рекомбиногенной эффективности ЛИ и ФС является изменение целостности структуры и конформации ДНК. Проанализирован вклад различных квантовомеханических механизмов в образование ОР и ДР у ДНК ЛИ и ФС. Рассмотрена возможность адресной фотомодификации ФС и ЛИ оснований суперспирализованной, двунитевой ДНК плазмиды pBR 322 за счет комплементарности заданной последовательности оснований определенным зонам ДНК. Обсуждены перспективные направления использования метода адресной фотомодификации оснований ДНК ЛИ и ФС для получения новых форм растений.