Osservati in diretta i danni che i raggi Uv provocano al DNA

Individuata la serie di reazioni che causa i danni alla molecola di DNA, basta solo un picosecondo

I ricercatori della Ohio State University e della Ludwig Maximilians University di Monaco, in Germania hanno osservato, per la prima volta e in diretta il DNA mentre veniva danneggiato dai raggi ultravioletti. Grazie all'utilizzo di una speciale strumentazione capace di riprendere fenomeni ultraveloci, questi scienziati hanno individuato la catena di reazioni innescata dall'esposizione ai raggi Uv che causano i danni genetici e che possono portare allo sviluppo di tumori.
Queste reazioni sono estremamente veloci, infatti avvengono in meno di un picosecondo, cioè un milionesimo di un milionesimo di secondo. Inoltre è stato osservato che l'entità dei danni causati dai raggi Uv dipende in larga parte dalla posizione della molecola di DNA nel momento in cui è colpita dai raggi. I raggi Uv eccitano la molecola di DNA ma questa energia nella maggior parte dei casi si disperde in un tempo più o meno lungo senza tuttavia causare danni alle molecole.

Talvolta invece questa energia può scatenare delle reazioni chimiche che possono condurre ad un'alterazione della struttura molecolare del DNA.
Finora si pensava che il rischio che di danni a carico del DNA fosse direttamente correlato al tempo di eccitazione della molecola.
I risultati di questo studio invece hanno dimostrato che non è così, al contrario sono proprio le radiazioni che inducono uno stato di eccitazione di breve durata che causano le alterazioni. L'alterazione che avviene più frequentemente, accade in un lampo.
Il danno è causato dalla formazione di due legami molecolari dove non dovrebbero esserci: tra due "pioli" uguali della catena di DNA, formati da timine vicine. Il DNA è in grado di autoripararsi con i propri mezzi ma se il danno è troppo esteso, vale a dire se il numero di legami anomali creati è eccessivo, è probabile che la riparazione fallisca e che le cellule muoiano o vadano incontro ad una errata replicazione e in quest'ultimo caso c'è il rischio che le cellule diventino tumorali.
Le radiazioni che inducono stati eccitati che decadono rapidamente sono molto più pericolose perchè i filamenti di DNA sono in continuo movimento, necessario per esporre di volta in volta i geni da esprimere all'RNA. Questi movimenti durano circa cento picosecondi, quindi sono molto più lenti del decadimento degli stati di eccitazione a vita breve i quali hanno così la possibilità di fornire energia sufficiente a far scattare le reazioni periolose.
Il rilascio di energia da parte degli stati eccitati a vita più lunga avverrebbe invece in modo graduale, non consentendo quindi la creazione di legami impropri.
I risultati ottenuti sono importanti per migliorare le strategie per difendersi dai danni che l'eccessiva esposizione al sole provoca, prevenendo danni alla pelle e tumori. Lo studio è stato pubblicato su Science.

Redazione (09/02/2007)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag: ultravioletti, DNA

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