مقدمة:

يتواجد الإشعاع المؤيّن في كل ما يحيط بنا, فهو يأتي من الفضاء« الإشعاع الكوني» ومن الأرض« الإشعاع الأرضي» ومن الهواء والماء وحتى الطعام.

نتعرض أيضًا إلى مصادر الإشعاع الصناعية التي من صنع البشر؛ على سبيل المثال( الأشعة السينية- (X-rays و( الأشعة المقطعية- (CT-SCAN

عندما يتفاعل الإشعاع المؤيّن مع الخلايا من الممكن أن يؤدي لعدة نتائج:

• ربما يمر الإشعاع المؤيّن من خلال الخلايا دون أنْ يسبب أي تلف لها.
• ربما يدمر الخلايا ولكن من الممكن أن تعيد الخلايا نفسها.
• ربما يؤثر على قدرة الخلايا على التكاثر أو الإنقسام بشكلٍ صحيح.
• ربما يقتل الخلايا: أي يحدث لها استماتة( Apoptosis) فموت الخلايا ليست مشكلة خطيرة فملايين الخلايا تموت كل يوم, ولكن لو أنّ هناك عدد كبير جدًا من الخلايا في عضو واحد- على سبيل المثال الكبد- تموت دُفعةً واحدة، ربما يؤدي ذلك إلى موت العضو.

وبما أنّ الحمض النووي جزء حرج للكائنات الحية, يتم إصلاحه باستمرار من خلال عدد من الآليات أو الميكانزمات المختلفة. يخضع معظم الحمض النووي التالف للإصلاح ولكن هذا الإصلاح لن يكون فعّال 100%.

عندما تفشل عمليات الإصلاح الطبيعي وعندما لا تحدث الاستماتة الخلوية(Cellular (Apoptosis ربما لا يمكن إصلاح الحمض النووي: الخلايا ذات الحمض النووي التالف التي يمكن أن تنجو وتتكاثر من الممكن أن تؤدي إلى سرطان.

فشل تصحيح التلف في الخلايا التي تكوّن الجاميتات  أو الأمشاج- الخلايا المنقسمة أو المتكاثرة-  يُمكن أن  يُنتج( طفرات- Mutations) تحول جيني.

لحسن الحظ، إصلاح الحمض النووي فعّال إذا حافظنا على معدل تلف الحمض النووي الناجم من الإشعاع.

عند تعرض الخلايا للإشعاع المؤيّن ربما يحدث تلف الحمض النووي إما عن طريق فعل مباشر أو غير مباشر.

الفعل المباشر- Direct Action:

يشمل الفعل المباشر للإشعاع التفاعل مع الذرات داخل جزيئات الحمض النووي أو مع هياكل أو أشكال خلوية أخرى لكي تنمو الخلايا. ربما يؤدي هذا التفاعل في الخلايا للفشل في الانقسام أو يسبب  تداخل مباشر مع الجهاز الخلوي الحرج، في حالة الحمض النووي يحدث الفعل المباشر عندما تُنتج جسيمات ألفا وبيتا أو الأشعة السينية أيونات والتي من الممكن أنْ تُحدث:

• قواعد متغيرة كيميائيًا.
• كسر هياكل السكر-فوسفات.
• كسر الروابط الهيدروجينية والتي تربط الأزواج القاعدية.

يختلف تلف الحمض النووي( DNA Damage)- وأحيانًا يُسمّى( -(DNA lesions عن طفرة أو تحوُّل الحمض النووي( DNA Mutation) على الرغم أنّ كليهما أنواع خاطئة في الحمض النووي. يُسبب تلف الحمض النووي تغيرات في التراكيب الكيميائية للحمض النووي, في حين أنّ الطفرات-  Mutationsهي تغيرات لتسلسل الأزواج القاعدية لنيوكليوتيدات  nucleotides)) ومع ذلك فإنّ الفشل في إصلاح الحمض النووي  التالف يمكن أنْ يؤدي إلى حدوث طفرات، فالطفرات تمنع الجينات من تكوين البروتين الصحيح.

ليس كل الخلايا على قدم المساواة بالنسبة لحساسيتها للإشعاع, فالخلايا التي تنقسم كثيرًا هي التي تكون أكثر حساسية للإشعاع من تلك التي نادرًا ما تنقسم. تميل خلايا الدم إلى أنْ تكون أكثر حساسية للإشعاع, بينما خلايا العضلات والأعصاب أقل حساسية.

الخلايا سريعة النمو للورم حسّاسة جدًا للإشعاع, وهذا هو سبب استخدام الإشعاع لقتل الخلايا السرطانية في علاج السرطان.

الأجنة النامية والتي تحتوي أيضًا على خلايا سريعة الانقسام تكون هي الأخرى أكثر حساسية للإشعاع، لذلك يتم اتخاذ مزيدًا من الحذر للحدّ من التعرض للإشعاع من قبل النساء الحوامل.

أنواع الحمض النووي التالف وإصلاحه:

أ- تلف القواعد:

الغالبية الساحقة للحمض النووي التالف بسبب الإشعاع تشمل تعديلًاً كيميائيًا للقواعد نفسها، تلك التعديلات تؤثر على بنية الحمض النووي عن طريق إدخال روابط كيميائية غير مناسبة والتي تؤثر على شكل الحمض النووي.

يمكن إصلاح الأضرار التي لحقت بالقواعد بسهولة وعلى نحوِ معقول طالما التسلسل غير التالف على طول حبل الحمض النووي الكامل متاح لاستخدامه كقالب, فهناك أعداد مختلفة من آليات إصلاح القاعدة التي تعتمد على مقدار التلف أو الضرر.

أحيانًا تكون القاعدة المفردة على واحدة من الحبال متغيرة كيميائيًا عن طريق الأكسدة، في هذه الحالة ستتوقف الخلية عادةً وستستبدل القاعدة عن طريق عملية تسمّى الإصلاح باستئصال القاعدة( Base Excision Repair)

إعداد: Mustafa Ibrahim “previously Mustafa Freeman”

مراجعة: إسراء حسن.

تصميم:

المصدر:  http://sc.egyres.com/40MSN