Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees
The purpose of the paper is to develop a mathematical model of DNA damage in irradiated cells at different degrees of their oxygenation; to study the dependence of the number of radiation damages of DNA per unit volume of the irradiated medium on the radiation dose and the concentration of oxygen in...
Saved in:
| Published in: | Кибернетика и вычислительная техника |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161756 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees / M.A. Bondarenko, V.G. Knigavko, O.V. Zaytseva, A.S. Rukin // Cybernetics and computer engineering. — 2019. — № 3 (197). — С. 51-64. — Бібліогр.: 31 назв. — англ. . |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-161756 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Bondarenko, M.A. Knigavko, V.G. Zaytseva, O.V. Rukin, A.S. 2019-12-20T20:52:22Z 2019-12-20T20:52:22Z 2019 Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees / M.A. Bondarenko, V.G. Knigavko, O.V. Zaytseva, A.S. Rukin // Cybernetics and computer engineering. — 2019. — № 3 (197). — С. 51-64. — Бібліогр.: 31 назв. — англ. . 2663-2578 DOI: https://10.15407/kvt197.03.051 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161756 577.34:616-006:519.876.5 The purpose of the paper is to develop a mathematical model of DNA damage in irradiated cells at different degrees of their oxygenation; to study the dependence of the number of radiation damages of DNA per unit volume of the irradiated medium on the radiation dose and the concentration of oxygen in the medium; to estimate the cell cycle duration depending on the oxygen concentration. Results. A mathematical model of oxygen effect in cells in the case of irradiation by X-rays or gamma-radiation is proposed. On the basis of this model, the dependence of the number of radiation DNA damages in the unit volume of the irradiated medium on the radiation dose and the concentration of oxygen in the medium is obtained. Triple damage to DNA molecules is determined by primary radiation damage and attacks of two radicals of oxygen on the DNA molecule. Метою статті є розроблення математичної моделі пошкодження ДНК в опромінених клітинах за різного ступеня їх оксигенації; вивчення залежності кількості радіаційних пошкоджень ДНК на одиницю об'єму опроміненого середовища від дози випромінювання та концентрації кисню в середовищі; оцінювання тривалості клітинного циклу залежно від концентрації кисню. Результати. Запропоновано математичну модель кисневого ефекту в клітинах у разі їх опромінення рентгенівським або гамма випромінюванням. На основі цієї моделі отримано залежність кількості радіаційних пошкоджень ДНК в одиничному об'ємі опроміненого середовища від дози опромінення та концентрації кисню в середовищі. Трикратне пошкодження ДНК визначається первинним радіаційним пошкодженням та атакою двох радикалів молекули кисню на молекулу ДНК. Предложена математическая модель кислородного эффекта в клетках при облучении их рентгеновским или гамма-излучением. На основе этой модели получена зависимость числа радиационных повреждений ДНК в единице объема облученной среды от дозы излучения и концентрации кислорода в среде. Объяснен факт, что максимальное значение коэффициента кислородного усиления для фотонных излучений не может быть больше 3. Изучено влияние потенциально летальных повреждений на выживаемость клеток в условиях облучения. Оптимальным показателем выраженности эффекта потенциально летальных повреждений является продолжительность клеточного цикла. Построена математическая модель, которая позволяет оценить величину этого показателя в зависимости от концентрации кислорода. en Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України Кибернетика и вычислительная техника Medical and Biological Cybernetics Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees Математичне моделювання пошкоджень ДНК опромінених клітин за різного ступеня їхньої оксигенації Математическое моделирование повреждений ДНК облученных клеток при разной степени их оксигенации Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees |
| spellingShingle |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees Bondarenko, M.A. Knigavko, V.G. Zaytseva, O.V. Rukin, A.S. Medical and Biological Cybernetics |
| title_short |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees |
| title_full |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees |
| title_fullStr |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees |
| title_full_unstemmed |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees |
| title_sort |
mathematical modeling of dna damages in irradiated cells at different oxygenation degrees |
| author |
Bondarenko, M.A. Knigavko, V.G. Zaytseva, O.V. Rukin, A.S. |
| author_facet |
Bondarenko, M.A. Knigavko, V.G. Zaytseva, O.V. Rukin, A.S. |
| topic |
Medical and Biological Cybernetics |
| topic_facet |
Medical and Biological Cybernetics |
| publishDate |
2019 |
| language |
English |
| container_title |
Кибернетика и вычислительная техника |
| publisher |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Математичне моделювання пошкоджень ДНК опромінених клітин за різного ступеня їхньої оксигенації Математическое моделирование повреждений ДНК облученных клеток при разной степени их оксигенации |
| description |
The purpose of the paper is to develop a mathematical model of DNA damage in irradiated cells at different degrees of their oxygenation; to study the dependence of the number of radiation damages of DNA per unit volume of the irradiated medium on the radiation dose and the concentration of oxygen in the medium; to estimate the cell cycle duration depending on the oxygen concentration. Results. A mathematical model of oxygen effect in cells in the case of irradiation by X-rays or gamma-radiation is proposed. On the basis of this model, the dependence of the number of radiation DNA damages in the unit volume of the irradiated medium on the radiation dose and the concentration of oxygen in the medium is obtained. Triple damage to DNA molecules is determined by primary radiation damage and attacks of two radicals of oxygen on the DNA molecule.
Метою статті є розроблення математичної моделі пошкодження ДНК в опромінених клітинах за різного ступеня їх оксигенації; вивчення залежності кількості радіаційних пошкоджень ДНК на одиницю об'єму опроміненого середовища від дози випромінювання та концентрації кисню в середовищі; оцінювання тривалості клітинного циклу залежно від концентрації кисню. Результати. Запропоновано математичну модель кисневого ефекту в клітинах у разі їх опромінення рентгенівським або гамма випромінюванням. На основі цієї моделі отримано залежність кількості радіаційних пошкоджень ДНК в одиничному об'ємі опроміненого середовища від дози опромінення та концентрації кисню в середовищі. Трикратне пошкодження ДНК визначається первинним радіаційним пошкодженням та атакою двох радикалів молекули кисню на молекулу ДНК.
Предложена математическая модель кислородного эффекта в клетках при облучении их рентгеновским или гамма-излучением. На основе этой модели получена зависимость числа радиационных повреждений ДНК в единице объема облученной среды от дозы излучения и концентрации кислорода в среде. Объяснен факт, что максимальное значение коэффициента кислородного усиления для фотонных излучений не может быть больше 3. Изучено влияние потенциально летальных повреждений на выживаемость клеток в условиях облучения. Оптимальным показателем выраженности эффекта потенциально летальных повреждений является продолжительность клеточного цикла. Построена математическая модель, которая позволяет оценить величину этого показателя в зависимости от концентрации кислорода.
|
| issn |
2663-2578 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161756 |
| citation_txt |
Mathematical Modeling of DNA Damages in Irradiated Cells at Different Oxygenation Degrees / M.A. Bondarenko, V.G. Knigavko, O.V. Zaytseva, A.S. Rukin // Cybernetics and computer engineering. — 2019. — № 3 (197). — С. 51-64. — Бібліогр.: 31 назв. — англ. . |
| work_keys_str_mv |
AT bondarenkoma mathematicalmodelingofdnadamagesinirradiatedcellsatdifferentoxygenationdegrees AT knigavkovg mathematicalmodelingofdnadamagesinirradiatedcellsatdifferentoxygenationdegrees AT zaytsevaov mathematicalmodelingofdnadamagesinirradiatedcellsatdifferentoxygenationdegrees AT rukinas mathematicalmodelingofdnadamagesinirradiatedcellsatdifferentoxygenationdegrees AT bondarenkoma matematičnemodelûvannâpoškodženʹdnkopromínenihklítinzaríznogostupenâíhnʹoíoksigenacíí AT knigavkovg matematičnemodelûvannâpoškodženʹdnkopromínenihklítinzaríznogostupenâíhnʹoíoksigenacíí AT zaytsevaov matematičnemodelûvannâpoškodženʹdnkopromínenihklítinzaríznogostupenâíhnʹoíoksigenacíí AT rukinas matematičnemodelûvannâpoškodženʹdnkopromínenihklítinzaríznogostupenâíhnʹoíoksigenacíí AT bondarenkoma matematičeskoemodelirovaniepovreždeniidnkoblučennyhkletokpriraznoistepeniihoksigenacii AT knigavkovg matematičeskoemodelirovaniepovreždeniidnkoblučennyhkletokpriraznoistepeniihoksigenacii AT zaytsevaov matematičeskoemodelirovaniepovreždeniidnkoblučennyhkletokpriraznoistepeniihoksigenacii AT rukinas matematičeskoemodelirovaniepovreždeniidnkoblučennyhkletokpriraznoistepeniihoksigenacii |
| first_indexed |
2025-12-01T02:31:40Z |
| last_indexed |
2025-12-01T02:31:40Z |
| _version_ |
1850859068341616640 |