Effetti delle radiazioni ionizzanti e meccanismi di riparazione del DNA

Effetti delle radiazioni ionizzanti

La radiobiologia studia gli effetti delle radiazioni ionizzanti sugli organismi viventi.

Muller ad esempio dimostrò, utilizzando drosophile, che i raggi X causano mutazioni che vengono trasmesse alla progenie e che tali mutazioni non erano diverse da quelle che comparivano spontaneamente in natura.

Meccanismi di danno e riparazione

Le radiazioni ionizzanti trasferiscono infatti energia alle molecole biologiche con cui interagiscono, modificandole e danneggiandole, causando un’azione diretta, se vi è ionizzazione di atomi in molecole chiave come il DNA, e indiretta, ossia la radiolisi di H2O con la formazione di radicali liberi.

Tra i danni indiretti figurano le modificazioni chimiche delle basi e la rimozione delle singole basi che sono riparabili, ma che possono dar vita a mutazioni puntiformi. I danni diretti comprendono invece le rotture del filamento di DNA: se vi è una rottura di un singolo filamento viene riparato dalla ligasi; se invece vengono rotti entrambi i filamenti il danno è più grave. Per riparare i suddetti danni esistono due meccanismi: unione non omologa delle estremità (per il 2° caso) e ricombinazione omologa (per il 1° caso).

Processi di riparazione del DNA

Innanzitutto le due estremità in corrispondenza del taglio sono attaccate da delle esonucleasi che erodono i monconi, causando la perdita di qualche nucleotide. Interviene ora il sistema dell’unione non omologa delle estremità che unisce le nuove estremità, si perdono però i nucleotidi tagliati dall’esonucleasi o la ricombinazione omologa che non comporta la perdita di basi perché il cromatide che rimane integro funge da stampo.