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.