Il DNA in solo una delle vostre cellule
si danneggia decine di migliaia di volte al giorno.
Moltiplicalo per le centinaia di trilioni di cellule del tuo corpo,
e avrai ogni giorno un quintillione di errori nel DNA.
E poiché il DNA fornisce il programma
delle proteine che servono alle cellule per funzionare,
il danno causa seri problemi, come il cancro.
Gli errori si verificano in diversi modi.
A volte i nucleotidi, i blocchi del DNA, si rovinano,
altre volte i nucleotidi si accoppiano in maniera errata,
causando mutazioni,
e i nick in una o entrambe le parti possono alterare la duplicazione del DNA,
o persino produrre scambi tra sezioni di DNA.
Per fortuna, le cellule possiedono mezzi per correggere molti di questi problemi
quasi sempre.
Questi percorsi di riparazione si affidano a enzimi specializzati.
A diversi enzimi corrispondono differenti tipi di danno.
Un errore comune è il disallineamento di base.
Ogni nucleotide contiene una base,
e durante la duplicazione del DNA,
L'enzima DNA polimerasi è tenuto ad appaiare il giusto compagno
per unire tutte le basi su ogni parte del filamento.
L'adenina con la timina, e la guanina con la citosina.
Tuttavia una volta ogni cento mila appaiamenti,
commette un errore.
L'enzima recupera subito gran parte degli errori,
esclude alcuni nucleotidi e li rimpiazza con quelli corretti.
In caso ne dimenticasse alcuni,
Un secondo gruppo di proteine lo segue per controllare.
Se trovano una disimmetria,
eliminano il nucloetide errato e lo rimpiazzano.
Si chiama riparazione della disimmetria.
Insieme, i due sistemi riducono il numero degli errori disimmetrici base
a circa uno su un miliardo.
Tuttavia il DNA può danneggiarsi anche dopo la duplicazione.
Molte molecole diverse possono causare cambiamenti chimici nei nucleotidi.
Alcune provengono da esposizioni ambientali,
come alcuni composti del fumo del tabacco.
Ma altre sono molecole che si trovano già nelle cellule.
come il perossido di idrogeno.
Certi cambiamenti chimici sono così comuni
che esistono enzimi specifici che hanno il compito di riparare il danno.
Tuttavia le cellule hanno anche percorsi di riparazione più generali.
Se solo una base si danneggia,
può essere riparata con un processo chiamato riparazione per escissione.
Un enzima rimuove la base danneggiata,
e un altro arriva per rimuovere l'area e sostituire il nucleotide.
La luce UV può causare danni che sono più difficili da riparare.
A volte provoca l'attaccamento di due nucleotidi adiacenti,
alterando la forma a doppia elica del DNA.
Il danno può richiedere un processo più complesso
chiamato riparazione per escissione dei nucleotidi.
Un gruppo di proteine rimuove un lungo filamento di circa 24 nucleotidi,
e li sostituisce con dei nuovi.
Radiazioni a una frequenza molto forte come raggi gamma e raggi x,
provocano un diverso tipo di danno.
Possono recidere uno o entrambi i filamenti della struttura del DNA.
Le rotture del doppio filamento del DNA sono le più pericolose.
Anche solo una può causare la morte della cellula.
I due percorsi più comuni per riparare la rottura del doppio filamento
sono chiamati ricombinazione omologa e unione non omologa delle estremità.
La ricombinazione omologa usa una sezione simile di DNA non danneggiato come modello.
Gli enzimi intrecciano le parti danneggiate e non danneggiate,
per arrivare a scambiare sequenze di nucleotidi,
e riempire infine gli spazi mancanti
per ritrovarsi con due segmenti completi di filamento doppio.
D'altra parte, l'unione non omologa delle estremità
non fa affidamento su un modello.
Una serie di proteine rimuove alcuni nucleotidi
e riunisce le estremità spezzate.
Questo processo non è del tutto corretto.
Può causare lo scambio o lo spostamento di geni.
Tuttavia è utile quando la molecola sorella del DNA non è disponibile.
Naturalmente, i cambiamenti del DNA non sono sempre un male.
Mutazioni benefiche possono permettere a una specie di evolversi.
Tuttavia quasi sempre, vogliamo che il DNA rimanga uguale.
I difetti nella riparazione del DNA sono legati all'invecchiamento precoce
e a molti altri tipi di cancro.
Perciò se cerchi una fonte di giovinezza,
è già operativa nelle tue cellule
miliardi e miliardi di volte al giorno.