2) митоза (М) (+)
3) постсинтетической (S2)
4) пресинтетической (S1)
Наиболее уязвимая к ионизирующему излучению фаза клеточного цикла — митоз (М), поэтому отмеченный вариант является правильным. В этот период хромосомы максимально конденсированы, репликация ДНК завершена, а возможности репарации повреждений ограничены. Даже небольшое число двунитевых разрывов ДНК может привести к грубым хромосомным аберрациям, потере генетического материала и митотической катастрофе — гибели клетки при попытке разделения.
Радиочувствительность клеток меняется на протяжении цикла: наиболее устойчивыми обычно являются клетки в S-фазе, особенно в её поздней части, поскольку активируются механизмы репарации, включая гомологичную рекомбинацию с использованием сестринской хроматиды. Пресинтетическая фаза (G1, обозначаемая в ряде учебных схем как S1) характеризуется промежуточной чувствительностью, а постсинтетическая фаза (G2, или S2) относится к относительно чувствительным периодам и близка к митозу. Таким образом, правильный ответ отражает закономерность митоз и G2 — максимальная радиочувствительность, поздняя S-фаза — относительная радиорезистентность .
| Фаза клеточного цикла | Эквивалентное обозначение | Относительная радиочувствительность | Основное биологическое объяснение |
|---|---|---|---|
| Пресинтетическая | G1, S1 | Промежуточная | ДНК ещё не реплицирована; репарационные механизмы функционируют, но резерв устойчивости ниже, чем в S-фазе. |
| Синтетическая | S | Относительно низкая | Происходит репликация ДНК, активны контрольные точки и репарация повреждений. |
| Поздняя синтетическая | Поздняя S-фаза | Наиболее высокая радиорезистентность | Эффективно используется гомологичная рекомбинация, а сестринские хроматиды служат матрицей для восстановления ДНК. |
| Постсинтетическая | G2, S2 | Высокая | Репликация завершена; клетка готовится к митозу, а накопление неустранённых повреждений активирует остановку цикла или гибель. |
| Митоз | M | Максимальная | Хромосомы конденсированы, репарация ограничена, а повреждения веретена деления и хромосом приводят к митотической катастрофе. |
| Практическое значение | Перераспределение клеток | Зависит от состава опухоли | Фракционирование облучения позволяет части клеток перейти из относительно устойчивых фаз в более радиочувствительные, повышая эффективность лечения. |
Фазовая зависимость радиочувствительности особенно значима для быстро пролиферирующих опухолей. Эффект лучевой терапии также определяется гипоксией, способностью клеток к репарации, их репопуляцией и перераспределением по фазам цикла. Именно поэтому применяют фракционирование дозы, позволяющее использовать различия в радиобиологическом ответе опухолевой и нормальной тканей. Повреждение ДНК в митозе чаще реализуется не немедленным лизисом клетки, а последующей репродуктивной гибелью при очередном делении.