نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 پژوهشکده ی کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 3486-11365، تهران ـ ایران
2 مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک (IBB)، دانشگاه تهران، صندوق پستی: 1384-13145، تهران ـ ایران
چکیده
شکستهای تکرشتهای و دورشتهای ایجاد شده به وسیلهی اثرهای مستقیم الکترونهای تکانرژی در گسترهی انرژی 1 تا 20 کیلوالکترون ولت، نسبت آن دو و آمار برخورد در قسمتهای مختلف صورتبندی B مولکول DNA با استفاده از کد مونتکارلوی Geant4، مورد مطالعه قرار گرفته و با نتایج یکی از شاخصترین مطالعهی توسعهدهندهی مدل ساختاری مادهی وراثتی، مقایسه شد. قطعههای DNA با طول 34 جفت باز و به تعداد 160000 قطعه در حجم معادل هستهی سلول جانوری به صورت تصادفی شبیهسازی شدند و نتایج براساس تعداد رخداد به ازای دز جذبی واحد (1 گری) و 1 گیگاجفت باز از مادهی وراثتی سازندهی یک سلول (حاوی 6 گیگا جفت باز) بهنجار شد. بیشترین آمار برخورد در مدل، مربوط به حجم حساس فسفودی استر سازندهی مارپیچ DNA و بیشترین تعداد شکست تکرشتهای مربوط به انرژی اولیهی الکترون 8 کیلوالکترون ولت بود. در این انرژی، میانگین تعداد شکستهای تکرشتهای و دورشتهای به ازای یک گری از دز جذبی در هر گیگا جفت باز از مادهی وراثتی سلول، به ترتیب، 6/24 و 295/0 بود. میانگین نسبت تعداد شکست دورشتهای به تعداد شکست تکرشتهای در این محدوده از انرژی برابر با 031/0 به دست آمد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Study of strand breaks induced by direct effects of monoenergetic electrons in B conformation of genetic material of living cells by using Geant4
نویسندگان [English]
- Farid Semsarha 1
- Gholamreza Raisali 1
- Bahram Goliaei 2
- Hossein Khalafi 1
چکیده [English]
In this study, DNA damage and statistics of hit in any compartments of B-DNA conformation of genetic material of living cells, induced by monoenergetic electrons, have been studied using Monte Carlo Geant4 (Geometry and tracking 4)-DNA toolkit. Simple 34 bp segments of B-DNA conformation, repeated randomly in high number, and monoenergetic electrons (1-20 keV) have been simulated in a volume of typical animal cell nucleus. The average yields of single strand and double strand damage for this energy range of electrons were 24.6 Gy-1Gbp-1 and 0.295 Gy-1Gbp-1, respectively. The highest hit efficiency is for phosphodiester volume of B-DNA model and the most single strand break damage yield has been calculated for 8 keV electrons. The averaged DSB to SSB fraction for this energy range electrons is about 0.031.
کلیدواژهها [English]
- Monoenergetic electrons
- Single strand break
- Double strand break
- Volume model of B-DNA
- Geant4
[10] W. Friedland, M. Dingfelder, P. Kundrát, P. Jacob, Track structures, DNA targets and radiation effects in the biophysical Monte Carlo simulation code PARTRAC, Mut. Res, 711 (2011) 28-40.
[19] Z. Francis, S. Incerti, R. Caprac, B. Mascialinod, G. Montaroue, V. Stepanf, C. Villagrasa, Molecular scale track structure simulations in liquid water using the Geant4-DNA Monte Carlo processes, Appl. Radiat. Isotopes, 69 (2011) 220-226.
[24] Ph. Bernhardt, W. Friedland, P. Jacob, H.G. Paretzke, Modelling of ultrasoft x-ray induced DNA damage using structured higher order DNA targets, Int. J. Mass Spect, 223 (2003) 579-597.