Удк: 575,3:[331-05:669.822]
Уран өндірісінде жұмыс істейтін адамдардағы ДНҚ-репарация генінің полиморфизмі Манат Есбол
ҚР, Астана қаласы, Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті Жаратылыстану ғылымдары факультеті. E. mail: [email protected]
Әлемде адамзат пайдаланатын энергияның біраз мөлшері ядролық станциялардан келетіні белгілі. Онда негізгі шикізат ретінде уран қолданылады, уранның аз мөлшердегі көлемі жоғары қуатты энергия беруімен ерекшеленеді. Сондықтан уран өндірісі соңғы жылдары жоғары қарқынмен дамуда.
Қазақстанда уранның индустриальды жоғары мөлшері жинақталған. Онда уранның 2 миллион тонна табиғи қоры жинақталған. Бұл дүние жүзі бойынша сақталған уран жалпы қорының 25% құрайды. Ең үлкен уран қазу кешені ол Степногорск қаласында (Ақмола облысы) орналасқан. Осы өндіріс ошақтарының маңайына әртүрлі радиоактивті зианды қалдықтар жинақталған.
Бірақ in vitro жағдайында өсірілген адам және жануарлар клеткаларына жасалған көптеген зерттеулер уранның токсикалогиялық қасиетке ие екендігін дәлелдеген. Демек, уран өндірісінің екінші жағы бар, яғни уран өндірісі онда жұмыс істеген адамдардың денсаулығында елеулі әсері болатындығы.
Тікелей иондаушы сәулелер әсерінде ДНҚ молекуасының атомдары арасындағы байланыс бұзылады. Бұзылу көбінесе қант пен фосфат арасындағы байланыста байқалады, сөйтіп ДНҚ молекуласының біртұтастығы бұзылады. Егер бұзылыс ДНҚ молекуласының бір тізбегінде болса, онда ондай бұзылуды бір тізбекті бұзылу деп, ал бұзылу бір нүктеде қарама-қарсы екі тізбекте бірдей болса, оны қос тізбекті бұзылыс деп атаймыз. Сонымен бірге иондаушы сәулелер әсерінен пайда болған бір тізбекті бұзылулар кейбір ішкі себептер әсерінен өзінің екінші тізбегін бүлдіруі мүмкін. Осылайша ДНҚ тізбегінде көптеген үзілген аймақтар пайда болуы мүмкін. Мұндай жағдайда олардың реттелуі тіпті де қиындай түседі [1]. Осы себептерге байланысты зерттеу жұмысымда аталған бұзылуларды репарациялануына қатысатын XRCC-1 (x-ray cross complementing group 1) генінің Arg194Trp аллелдік жағдайының генотипінің полиморфты жағдайын зерттедім. Бұл геннің өнімі фермент алғашында бұзылған негіздің орнын анықтайды да, ары қарай гидролиз жолы арқылы бұзылған бөлікті кесіп алып тастайды. XRCC1 гені полиморфты болып есептелінеді және полиморфты генотиптердің активтілігі кеңінен зерттелуде.
XRCC1 генінің Arg194Trp аллелдік жағдайының генотипін анықтау үшін осы геннің арнайы праймерлері арқылы полимеразды тізбекті реакция жүргізілді. ПТР әдісі арқылы зерттелетін геннің амплификатын алып болғаннан кейін генотиптің анықталуын жүргізу үшін рестрикциялық талдау қолданылды. Әдістің барысы, ол арнайы фермент – рестриктазаның, яғни ДНҚ-ны арнайы бөліктерінен арнайы түрде кесуіне негізделген.
XRCC1 генінің Arg194Trp аллелдік жағдайы бойынша PvuII рестриктазасы қолданылды (Fermentas, Life sciences, Vilnius, Lithuania). Амплификацияланған генді рестриктазамен өңдегеннен кейін алынған үлгілерді электрофорезге қойып, онда рестриктаза мен ДНҚ- ның кесілу дерегі және кезекті мутацияның болуы анықталды.
Әдебиет беттеріндегі мәлімет бойынша XRCC1 Arg194Trp генінің полиморфизмі адам организімінде көптеген аурулардың туындауына әсері болатындығы көрсетілген.
Оның ішінде, әсіресе жүрек-тамыр, әртүрлі ісік аурулары т.б. Қазіргі кезде Ensembol мекемесінің мәліметтер базасында осы геннің шамамен 60 тан астам бірнуклеотидті полиморфты бұзылыстары тіркелген. Олардың шамамен 30 варианттары экзондар мен геннің промоторлы аймағында локализденген. Осының ішінде жан-жақтылы зерттелгені ол осы XRCC1 генінің бірнуклеотидті полиморфизмі Arg194Trp жағдайы. Бұл бөлік 6- экзон аймағында орналасқан (dbSNP no. rs 1799782) [2].
Бұл гендегі полиморфизм аргинин аминқашқылы (Arg) 194 кодонында триптофан аминқышқылына (Trp) алмасқан. Сәйкесінше цитозин нуклеотиді тимин нуклеотидімен алмасқан (С ˃ Т). Яғни, триплетті CGG (Arg) ˃ TGG (Trp) бағытында алмасқан.
Нәтижесінде нүктелік мутация туындайды. Қазіргі уақытта мұндай алмасулардың қандай да болмасын ауытқуларға алып келетіндігі туралы мәліметтер аз болғанымен, әлем ғалымдарының зерттеулері арқылы адамдағы кездесетін әртүрлі аурулар арасындағы байланыстар табылуда. Мысалы, тері ісігі, қуық ісігі, өкпе ісігі [3].
Уран өндірісінде жұмыс істеген адамдардағы ДНҚ молекуласының репарациясына қатысатын XRCC1 Arg194Trp генінің таралу жиілігі, зерттеуге алынған бірінші топтағы жырма адамның (уран өндірісінде жұмыс істегеніне 1-10 жыл болған) XRCC1 генінің Arg/Arg аллелді жағдайы 18 (90%) адамда, ал Arg/Trp аллелді жағжайы 2 (10%) адамда ғана кездесті. Екінші топ бойынша (уран өндірісінде жұмыс істегеніне 11-25 жыл) осы геннің Arg/Arg аллелі 16 (80%) адамда, ал Arg/Trp аллелі 4(20%) адамда кездесті. Әдебиет беттеріндегі мәліметтерге қарағанда, жалпы адам популяцясында XRCC1 генінің Arg/Arg аллелдік жағдайы басымырақ екендігі айтылған. Біздің зерттеулеріміз де осы тұжырымды растайды.
XRCC1 генінің Trp/Trp аллелі (яғни бұл мутантты аллель) зерттеуге алынған екі топта да көрінбеді. Осыған қарап талған аллелдік жағдай жалпы популяцияда аз кездеседі деуге болады. Төмендегі суреттен XRCC1 Arg194Trp генінің рестрикциялық талдауының электрофореграммасын көруге болады ( томенгі сурет ).
Суреттегі 1-, 2-, 3-, 5-, 7-, 8-, 14- үлгілерде зерттелген геннің Arg/Arg аллелдік жағдайы болатынын көруге болады, жалпы молекулалық массасы 490 bp. Ал 4-, 6- үлгілерде зерттелген геннің Arg/Trp аллелік жағдайын көруге болады, жалпы молекулалық массасы бұл жерде 490, 294 және bp шамасында болады. Осы нәтижелерге қарап, XRCC1 Arg/Trp генінің адам популяциясында қалыпты варианттарының таралу жиілігі басым, ал мутантты аллелінің таралу жиілігі аз шамада болады деп қорытындылаймын. Мұндай нәтижелерді басқа да ғылыми әдебиеттерден кездестіреміз.
M- Лямбда ДНҚ молекуласын HIDIII рестриктазасымен кескендегі маркер;
1-3, 5, 7, 8,- Arg/Arg генотипі; 4, 6- Arg/Trp генотипі.
Қолданылған әдебиеттер тізбесі
1. Сойфер В.Н. Репарация генетических повреждений // Соросовский образовательный жур. 1997. № 8. С. 4-13.
2. Thompson L.H. and West M.G. XRCC1 keeps DNA from getting stranded // Mutat. Res.
2000. V.459. P.1–18.
3. Thompson L.H. and West M.G. XRCC1 keeps DNA from getting stranded // Mutat. Res.
2000. V.459. P.1–18.
