Каким образом рентгеновское излучение вызывает мутацию?

Обратимся теперь к частоте мутаций под влиянием рентгеновского излучения. На основе экспериментов по скрещиванию мы пришли к выводу, что, во-первых (из прямой зависимости мутационного темпа от дозы), мутацию вызывает некоторое единичное событие; во -вторых (из количественных данных и из того факта, что мутационный темп определяется общей плотностью ионизации и не зависит от длины волны), это единичное событие должсно быть ионизацией или каким -то другим процессом.

Согласно нашему представлению, энергия для преодоления потенциального барьера должсна быть получена из этого взрывоподобного процесса ионизации или возбужсдения. Я называю его взрывоподобным, потому что энергия, затраченная в одном акте ионизации (точнее, вторичным электроном, образовавшимся при взаимодействии излучения с веществом), хорошо известна и сравнительно велика: она равна 30 электронвольтам.

Эта энергия должсна превратиться в чрезвыгчайно усиленное тепловое движение вокруг точки, где произошел взрыв, и распространиться отсюда в форме «тепловой волны», то есть волны интенсивных колебаний атомов. То, что эта тепловая волна еще способна передать необходимую пороговую энергию от 1 до 2 электронвольт на средний «радиус действия» — около 10 атомных расстояний, является вполне допусти-

71

мым, хотя непредубежсденный физик, может быть, и предсказал бы несколько меньший радиус действия.

Во многих случаях результат взрыва приведет не к упорядоченному изомерному переходу, а к повреждению хромосомы — к повреждению, которое станет смертельным для организма, если искусным скрещиванием удалить неповрежсденного партнера (соответствующую хромосому второго набора) и заменить его партнером (хромосомой же),

о              котором известно, что соответствующий ген у него также вызывает смертельный эффект. Безусловно, этого надо ожсидать, и это действительно наблюдается.

Другие особенности, если и не могут быть предсказаны на основе приведенной выше картины, то их все же можсно легко понять. Например, неустойчивый мутант в среднем не обнаруживает более высокого мутационного темпа под влиянием рентгеновского излучения, чем устойчивый. Поэтому, если при взрыве выделяется энергия, равная 30 электронвольтам, то не имеет большого значения, будет ли требуемая пороговая энергия немногим больше или немногим меньше, скажем, 1 или 1 -3 вольта.

54. Обратимые мутации

В некоторых случаях переход изучали в том и другом направлении, скажем, от «дикого» гена к определенному мутантному гену и обратно, от мутантного к дикому. В этих случаях естественная частота мутаций иногда почти одна и та же, а иногда весьма различна. На первый взгляд это представляется странным, потому что потенциальный барьер, который надо преодолеть, в обоих случаях, казалось бы, один и тот же. Но, конечно, такое положение нельзя считать обязательным, потому что потенциальный барьер должен измеряться от энергетического уровня исходной конфигурации, а этот уровень может быть различным для дикого и мутантного генов (см. рис. 17, где цифра 1 характеризует дикий ген, а 2 — мутантный, меньшая устойчивость которого изображается более короткой стрелкой).

В целом, я думаю, модель Дельбрюка достаточно хорошо выдерживает проверку, и ее использование в дальнейших рассужсдениях вполне оправдано.