Per la prima volta è stato possibile vedere in tempo reale le modalità con cui il DNA riesce a correggere un errore nella propria struttura e a ripristinarla. Tutti gli organismi possiedono, nelle loro cellule, meccanismi che riconoscono e riparano i danni al DNA causati da agenti chimici e fisici definiti genericamente mutageni. Tra di essi figurano agenti ossidanti (come i radicali liberi o il perossido di idrogeno), agenti alchilanti (che bloccano la replicazione del DNA) e radiazioni ad alta energia, come i raggi X e i raggi UV. La natura del danno al DNA varia a seconda dei casi. Le radiazioni UV-B, ad esempio, ionizzano le molecole di DNA, inducendo la formazione di legami chimici tra molecole di timina (dimeri di timida), distanti anche milioni di basi l’una dall’altra nella sequenza, ma vicine nella struttura tridimensionale della molecola, con una conseguente distorsione dell’elica del DNA. Gli agenti ossidanti, invece possono modificare le basi o provocare la rottura di entrambi i filamenti del DNA. Tale rottura rappresenta una situazione potenzialmente molto pericolosa per le cellule poiché i due processi utilizzati per riparare questo tipo di danno, possono avere come effetto collaterale l’inserimento o la perdita di basi con conseguenti mutazioni nella sequenza che possono dare luogo a severe patologie. È pertanto fondamentale comprendere a fondo le interazioni tra DNA e agenti mutageni e le modalità di riparazione del materiale genetico. L’obiettivo è stato raggiunto grazie ad una tecnica microscopica che ha permesso di svolgere una molecola a doppia elica di DNA in maniera controllata. La molecola è stata fissata tra un vetrino e una sfera magnetica; quest’ultima poteva essere ruotata a piacimento variando il campo magnetico, così è stato possibile osservare passo dopo passo il processo di riparazione, facendo cambiare posizione alla molecola in modo da inquadrare costantemente il sito su cui operavano gli enzimi. Lo studio è stato condotto al Kavli Institute dell’Università di Delft (Olanda); i risultati sono stati recentemente pubblicati sulla prestigiosa rivista «Molecular Cell». Secondo i ricercatori questa metodologia permetterà di studiare nel dettaglio i principali sistemi di riparazione del patrimonio genetico della cellula. Una maggiore conoscenza di tali meccanismi è importante in tutti quei campi che studiano le particolari conseguenze di un alterazione della molecola di DNA. Oltre all’azione degli agenti mutageni, sono infatti possibili errori nell’inserimento delle basi durante la replicazione del DNA che precede la divisione cellulare. Quando ciò avviene, le cellule dispongono di meccanismi per riconoscere e correggere i diversi tipi di danni prima che essi provochino alterazioni funzionali o lo sviluppo di cellule anomale. Nel campo dell’oncologia, questi studi hanno una particolare importanza, poiché le alterazioni strutturali del DNA che non siano state correttamente riparate sono considerate tra le possibili cause del cancro.

Green n. 15
Agosto-Settembre 2008