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Las Radiaciones Ionizantes y sus Efectos Genéticos Blgo. Marco E. Espinoza Zevallos Laboratorio de Citogenética y Radiobiología Instituto Peruano de Energía Nuclear
Cromosomas Eucariontes Portadores de la información genética Cada célula tiene un número definido de cromosomas. La máxima compactación de los cromosomas es en la m etafase  momento en el cual podemos determinar el número y la morfología de los cromosomas de una célula.
Niveles de  compactación  del ADN Doble Hélice  =   2 nm Nucleosom a =  11 nm Fibra =   30 nm Plegado =   300 nm Enrollado =  700 nm C ondensado  =  1400 nm
700 nm Estructura del Cromosoma en Metafase
Procesamiento  de  la  información genética
H1 = 24 kD 11 nm 6 nm 200 bp de ADN =130 kD longitud = 67 nm Total = 108 kD Composición del Nucleosoma Core H2A x 2 = 28  kD H2B x 2 = 28 kD   H3 x 2 = 30 kD H4 x 2 = 22 kD
 
 
NUCLEOSOMA
Espectro de radiaciones
Dosis individual de radiación en condiciones normales Del propio cuerpo Del suelo Del cosmos Del radón atmosférico
FUENTES EXTERNAS RAYOS COSMICOS 380   Gy / año RAYOS GAMMA TERRESTRES 460    Gy / año
FUENTES INTERNAS K-40  190   Gy/año C-14  10   Gy/año Ra  10   Gy/año Otros  10   Gy/año
6 Aug 1945 Hiroshima 9 Aug 1945 Nagasaki
 
Las partículas y ondas electromagnéticas provenientes de las fuentes radiactivas impactan a las células de manera aleatoria depositando cantidades variables de energía en cada punto impactado.   Una porción de las radiaciones atraviesan totalmente las células sin dejar energía dentro de ellas.
Acción directa e indirecta de las radiaciones en los sistemas biológicos Acción indirecta Acción directa OH· 2 nm 4 nm H H O
Efectos Estocásticos o Probabilísticos SU PROBABILIDAD DE OCURRENCIA ESTÁ EN FUNCIÓN DE LA DOSIS.
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Según el UNSCEAR (2001), para el caso del accidente de CHERNOBYL (1986)….
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Prevalencia al nacer de los 9 tipos de malformaciones congénitas en 4 regiones con altos y bajos niveles de contaminación (*) (*)
 
Dosis duplicante («dobladora»)  es la cantidad de radiación requerida para volver a producir en una población tantas mutaciones como las ocurridas espontáneamente en una generación. Dosis Duplicante: Tasa promedio de mutaciones espontáneas Tasa promedio de mutaciones inducidas
Por  d atos experimentales y   epidemiológicos disponibles  (obtenidos en especies vegetales, bacterias y roedores)  se   deduce que la dosis necesaria   para doblar la tasa de mutaciones   hereditarias en células embrionarias humanas  sería  de 1,0 Sv   como mínimo (N I AS 1990 ,  UNSCEAR 1993).
Los  riesgos genéticos  son de muy difícil evaluación por lo que el  Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas  (UNSCEAR) ha asumido, desde 1977,  que 1 Gy es la dosis  duplicante para las poblaciones humanas.
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Lo que aceptamos como “riesgo natural” incluye la suma de muchos factores de la vida diaria cuyos efectos nocivos se van acumulando inevitablemente a lo largo del tiempo y que finalmente afectan a un porcentaje de la población
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Las alteraciones genéticas que pueden presentar los seres humanos son el resultado de la interacción de muchos factores, que van desde la predisposición genética para sufrir determinadas enfermedades hasta los hábitos alimenticios, pasando por la permanente exposición a un sinnúmero de sustancias mutagénicas ambientales cotidianas, dentro de las cuales las radiaciones ionizantes son uno de los agentes menos abundantes y tal vez el menos importante...                                                 
EFECTOS CROMOSÓMICOS
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Efectos Genéticos de las Radiaciones Ionizantes

  • 1. Las Radiaciones Ionizantes y sus Efectos Genéticos Blgo. Marco E. Espinoza Zevallos Laboratorio de Citogenética y Radiobiología Instituto Peruano de Energía Nuclear
  • 2. Cromosomas Eucariontes Portadores de la información genética Cada célula tiene un número definido de cromosomas. La máxima compactación de los cromosomas es en la m etafase momento en el cual podemos determinar el número y la morfología de los cromosomas de una célula.
  • 3. Niveles de compactación del ADN Doble Hélice = 2 nm Nucleosom a = 11 nm Fibra = 30 nm Plegado = 300 nm Enrollado = 700 nm C ondensado = 1400 nm
  • 4. 700 nm Estructura del Cromosoma en Metafase
  • 5. Procesamiento de la información genética
  • 6. H1 = 24 kD 11 nm 6 nm 200 bp de ADN =130 kD longitud = 67 nm Total = 108 kD Composición del Nucleosoma Core H2A x 2 = 28 kD H2B x 2 = 28 kD H3 x 2 = 30 kD H4 x 2 = 22 kD
  • 7.  
  • 8.  
  • 11. Dosis individual de radiación en condiciones normales Del propio cuerpo Del suelo Del cosmos Del radón atmosférico
  • 12. FUENTES EXTERNAS RAYOS COSMICOS 380  Gy / año RAYOS GAMMA TERRESTRES 460  Gy / año
  • 13. FUENTES INTERNAS K-40 190  Gy/año C-14 10  Gy/año Ra 10  Gy/año Otros 10  Gy/año
  • 14. 6 Aug 1945 Hiroshima 9 Aug 1945 Nagasaki
  • 15.  
  • 16. Las partículas y ondas electromagnéticas provenientes de las fuentes radiactivas impactan a las células de manera aleatoria depositando cantidades variables de energía en cada punto impactado. Una porción de las radiaciones atraviesan totalmente las células sin dejar energía dentro de ellas.
  • 17. Acción directa e indirecta de las radiaciones en los sistemas biológicos Acción indirecta Acción directa OH· 2 nm 4 nm H H O
  • 18. Efectos Estocásticos o Probabilísticos SU PROBABILIDAD DE OCURRENCIA ESTÁ EN FUNCIÓN DE LA DOSIS.
  • 20.  
  • 21.  
  • 22.  
  • 23. Metafase de linfocito irradiado con 2 Gy de rayos gamma
  • 24. Anomalías cromosómicas estructurales radioinducidas con 3 Gy (in vitro)
  • 25.
  • 26.
  • 27.  
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31. 5.0 x 10 -5 per mSv  1 afectado en 20,000
  • 32.  
  • 33.
  • 34. Accidente en Chernobyl, URSS, 26 de abril de 1986 Fallecidos: 30 Personas que removieron escombros y limpiaron la zona (“liquidators”, “clean-up workers) entre 1986 y 1990: casi 600 000 Personas evacuadas y reubicadas: 220 000 Población de áreas circundantes no reubicada: 5 000 000
  • 35. Según el UNSCEAR (2001), para el caso del accidente de CHERNOBYL (1986)….
  • 36.
  • 37. Prevalencia al nacer de los 9 tipos de malformaciones congénitas en 4 regiones con altos y bajos niveles de contaminación (*) (*)
  • 38.  
  • 39. Dosis duplicante («dobladora») es la cantidad de radiación requerida para volver a producir en una población tantas mutaciones como las ocurridas espontáneamente en una generación. Dosis Duplicante: Tasa promedio de mutaciones espontáneas Tasa promedio de mutaciones inducidas
  • 40. Por d atos experimentales y epidemiológicos disponibles (obtenidos en especies vegetales, bacterias y roedores) se deduce que la dosis necesaria para doblar la tasa de mutaciones hereditarias en células embrionarias humanas sería de 1,0 Sv como mínimo (N I AS 1990 , UNSCEAR 1993).
  • 41. Los riesgos genéticos son de muy difícil evaluación por lo que el Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR) ha asumido, desde 1977, que 1 Gy es la dosis duplicante para las poblaciones humanas.
  • 42.
  • 43.
  • 44.  
  • 45.
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 50.  
  • 51. Lo que aceptamos como “riesgo natural” incluye la suma de muchos factores de la vida diaria cuyos efectos nocivos se van acumulando inevitablemente a lo largo del tiempo y que finalmente afectan a un porcentaje de la población
  • 52.
  • 53.
  • 54.
  • 55. Las alteraciones genéticas que pueden presentar los seres humanos son el resultado de la interacción de muchos factores, que van desde la predisposición genética para sufrir determinadas enfermedades hasta los hábitos alimenticios, pasando por la permanente exposición a un sinnúmero de sustancias mutagénicas ambientales cotidianas, dentro de las cuales las radiaciones ionizantes son uno de los agentes menos abundantes y tal vez el menos importante...                                                 
  • 57.
  • 58.
  • 59.
  • 60. MODELO MATEMÁTICO EMPLEADO PARA LA DOSIMETRÍA CROMOSÓMICA SE ACEPTA QUE: Y = A +  D +  D 2 (bajo LET) Y = A +  D (alto LET) DONDE: Y = RENDIMIENTO DE DICÉNTRICOS A = FONDO NATURAL DE DICÉNTRICOS EN LA POBLACIÓN  = COEFICIENTE LINEAL  = COEFICIENTE CUADRÁTICO D = DOSIS ABORBIDA
  • 61.  
  • 62.
  • 63.  
  • 64.  
  • 65.  
  • 66.  
  • 67.  
  • 68.  
  • 69. mFISH
  • 70.

Notas del editor

  1. About 100,000 who received over 200 mSv survived. The bomb victims were studied 50 y on 6% increase in cancer for 100,000 with biggest doses (expect 20,000 cancers) no increase for < 200 mSv 80,000 children & grandchildren ok