17 Maggio 2022
Expand search form

Cosa succede quando un filamento di DNA si rompe?

Mano con cacciavite che

L’acido desossiribonucleico (DNA) è un’importante molecola biologica. Si trova in tutte le tue cellule. Il DNA è come il manuale di istruzioni del tuo corpo. Dice alle tue cellule come svolgere i loro processi quotidiani.

A volte, le molecole di DNA sono danneggiate da cose come radiazioni ionizzanti. Le radiazioni ionizzanti sono intorno a noi e lo sono sempre state. Infatti, la vita sulla Terra si è evoluta in presenza di radiazioni ionizzanti.

Nel corso del tempo, gli organismi si sono evoluti per riparare i danni al loro DNA. Fortunatamente per noi, il processo di riparazione nelle cellule umane è molto bravo a riparare i danni al DNA quando accadono.

Struttura del DNA che mostra le parti dei filamenti di DNA

Come avviene il danno al DNA?

La maggior parte dei danni al DNA causati dalle radiazioni comporta una modifica chimica dei nucleotidi. Queste modifiche introducono legami chimici che non dovrebbero esserci. Questi legami chimici deformano la forma del DNA.

Le cellule hanno molti modi diversi per riparare questo danno e il meccanismo di riparazione che usano dipende da quanto è danneggiata la sequenza di DNA.

La riparazione per escissione di base è una delle forme più semplici di riparazione del DNA

Come viene riparato il danno a un nucleotide?

A volte, le radiazioni danneggiano una singola base su un filamento di DNA. Questo può avvenire chimicamente quando un radicale libero idrossile (OH-) reagisce con un atomo di idrogeno e forma perossido di idrogeno (H2O2). È abbastanza facile riparare un danno come questo se il complementare (o opposto) non è danneggiato. Questo perché la sequenza di DNA sul filamento complementare può servire come modello durante la replicazione del DNA.

In questo caso, la cellula usa un meccanismo chiamato Riparazione per escissione di base (BER). Questo è il processo di tagliare e sostituire un singolo nucleotide.

Prima, un enzima chiamato glicosilasi del DNA estrae la parte danneggiata. Poi un enzima chiamato endonucleasi AP trova la lacuna nella spina dorsale dello zucchero-fosfato e rimuove i nucleotidi vicini. Poi, DNA polimerasi assembla la base mancante. Infine, la DNA ligasi ricongiunge la spina dorsale di zucchero-fosfato.

A volte una serie di basi è danneggiata. In questo caso, gli enzimi non si limiteranno a rimuovere e sostituire una singola base. Invece, taglieranno l’intero segmento danneggiato del filamento di DNA e lo sostituiranno. Questo processo è chiamato Riparazione dell’escissione del nucleotide (NER).

Come vengono riparate le rotture nella spina dorsale dello zucchero-fosfato?

Le radiazioni ionizzanti ad alta energia possono far esplodere la spina dorsale dello zucchero-fosfato. Questo causa rotture a singolo filamento (SSB) o a doppio filamento (DSB).

Per le SSB, il primo passo è il rilevamento della rottura. Questo è il lavoro di un enzima chiamato polimerasi (ADP-ribosio) (PARP). Questo enzima segnala ad altre proteine di riparazione di arrivare alla rottura. La polinucleotide chinasi (PNK) poi pulisce le estremità rotte della spina dorsale di fosfato, mentre la DNA polimerasi riempie il vuoto fino a quando rimane solo una piccola lacuna. La lacuna viene unita di nuovo da una DNA ligasi. Questo processo è chiamato Riparazione della rottura di un singolo filamento (SSBR).

Il processo di riparazione della rottura del singolo filamento

A differenza della SSB, le DSB possono essere estremamente dannose per le cellule. Possono interferire con la replicazione del DNA e sintesi proteica. Possono anche portare a riarrangiamenti cromosomici. Questo si verifica quando un pezzo di un cromosoma si attacca ad un altro cromosoma. Riarrangiamenti come questi sono associati ad alcuni tumori, come la leucemia mieloide cronica.

I DSB sono riparati attraverso uno di due meccanismi: non-homologous end-joining (NHEJ) e ricombinazione omologa (HR).

NHEJ è il modo principale in cui vengono riparate le rotture causate dalle radiazioni ionizzanti. In NHEJ, un eterodimero KU si lega alle estremità rotte del DNA e aiuta i due filamenti ad allinearsi correttamente. Poi un’endonucleasi (Artemis) ripulisce la rottura rimuovendo i nucleotidi vicini. A fattore di giunzione non omologa (XLF) prepara il collegamento per essere legato (collegati insieme) da un enzima chiamato DNA ligasi IV. La ligasi usa pezzi di DNA vicino alla rottura della spina dorsale di fosfato per riempire il vuoto e ricongiungere i filamenti.

In HR, il cromosoma omologo (sorella) è usato come modello per la riparazione. Una porzione simile o identica del filamento di DNA viene resecato (tagliata). Poi un acquisizione del filamento si verifica. Il DSB crea un vuoto nel filamento rotto. Durante il takeover, la parte sana del filamento viene replicata e usata per riempire questo vuoto.

Come vengono riparate le rotture dei legami idrogeno?

A volte le radiazioni ionizzanti possono rompere i legami a idrogeno che collegano le coppie di basi. Fortunatamente, i legami a idrogeno non sono covalenti. Ciò significa che gli elettroni non sono condivisi dagli atomi. Per questo motivo, questi legami possono essere rotti e ricongiunti con relativa facilità.

Il legame a idrogeno nel DNA

Sei esposto a piccole quantità di radiazioni ionizzanti ogni giorno. Le radiazioni ionizzanti possono danneggiare il DNA. Ma come hai appena imparato, il tuo corpo ha dei meccanismi biochimici davvero notevoli per riparare quel danno!

Per saperne di più

Un video informativo (11:29 min.) del Professor Dave Explains che spiega i meccanismi di danno e riparazione del DNA; alcuni concetti sono abbastanza avanzati, ma le spiegazioni sono chiare e accessibili.

Un video (6:15 min.) del Professor Dave Explains che spiega la replicazione del DNA; include informazioni di base e diagrammi per rappresentare i processi.

Potresti anche essere interessato agli argomenti

Cosa causa la rottura di un filamento di DNA?

Le rotture del doppio filamento (DSB) nel DNA si formano come risultato dell’esposizione ad agenti esogeni come le radiazioni e alcune sostanze chimiche, così come attraverso processi endogeni, tra cui la replicazione e la riparazione del DNA.

Continua…

Come vengono riparate le rotture del DNA?

Le rotture del doppio filamento del DNA sono riparate per mezzo di due meccanismi principali: la giunzione non omologa delle estremità e la ricombinazione omologa (vedi Figura 1). Entrambi i meccanismi operano in tutte le cellule eucariotiche che sono state esaminate, ma il contributo relativo di ciascun meccanismo varia.

Continua…

Cosa ripara le rotture a singolo filamento nel DNA?

La maggior parte delle SSB sono riparate da un rapido processo globale SSBR che può essere diviso in quattro fasi fondamentali: Rilevamento della SSB, elaborazione dell’estremità del DNA, riempimento del gap del DNA e legatura del DNA (Fig. 2). Figura 2: Un modello per la riparazione globale delle rotture a singolo filamento.

Continua…

Cosa sono le rotture a singolo filamento nel DNA?

Introduzione. Le rotture del singolo filamento di DNA (SSBs) sono discontinuità in un filamento della doppia elica di DNA, e sono spesso associate a 5′- e/o 3′-termini danneggiati o non corrispondenti nei siti delle SSBs [1].Aug 14, 2018

Continua…

Cosa succede quando il DNA è danneggiato?

I danni al DNA possono influenzare la normale funzione replicativa delle cellule e incidere sui tassi di apoptosi (morte cellulare programmata, spesso indicata come “senescenza cellulare”). In alternativa, i danni al materiale genetico possono provocare una funzione cellulare compromessa, la perdita di cellule o la trasformazione di cellule sane in tumori.

Continua…

Come si chiamano i danni o i cambiamenti in una sequenza di DNA?

Una mutazione è un cambiamento che si verifica nella nostra sequenza di DNA, sia a causa di errori quando il DNA viene copiato o come risultato di fattori ambientali come la luce UV e il fumo di sigaretta.Jul 21, 2021

Continua…

Cos’è il DNA danneggiato?

Il danno al DNA è un’alterazione della struttura chimica del DNA, come una rottura in un filamento di DNA, una base mancante dalla spina dorsale del DNA, o una base chimicamente modificata come la 8-OHdG. Il danno al DNA può verificarsi naturalmente o tramite fattori ambientali.

Continua…

Qual è il ruolo delle rotture del filamento di DNA nella ricombinazione genetica?

Oltre al suo ruolo nella meiosi, la ricombinazione è importante per le cellule somatiche negli eucarioti perché può essere usata per aiutare a riparare il DNA rotto, anche quando la rottura coinvolge entrambi i filamenti della doppia elica. … Poi, una volta sintetizzato, questo nuovo DNA può essere incorporato nel filamento di DNA rotto, riparandolo così.

Continua…

Come le cellule assicurano la corretta riparazione delle rotture del doppio filamento di DNA?

Le rotture del doppio filamento di DNA (DSB) si verificano regolarmente nelle cellule e quando non vengono riparate causano senescenza o morte cellulare. La ricombinazione omologa (HR) e il nonhomologous end-joining (NHEJ) sono le due principali vie di riparazione del DNA. … Questi meccanismi dipendono dal ciclo cellulare, dalle modifiche post-traslazionali e dagli effetti della cromatina.Jul 6, 2018

Continua…

Che effetto avrebbero su una cellula alcune rotture a singolo filamento?

Le rotture a singolo filamento hanno maggiori probabilità di indurre l’apoptosi.

Continua…

Che cos’è il DNA danneggiato?

Il danno al DNA è un cambiamento nella struttura di base del DNA che non viene a sua volta replicato quando il DNA viene replicato. Un danno al DNA può essere un’aggiunta chimica o un’interruzione di una base del DNA (creando un nucleotide o un frammento di nucleotide anomalo) o una rottura in una o entrambe le catene dei filamenti di DNA.

Continua…

Qual è l’importanza del DNA coniugato nella riproduzione?

3.07. La coniugazione è un processo importante per lo scambio genetico tra batteri. Il processo richiede l’accoppiamento della cellula donatrice e della cellula ricevente, e coinvolge un sito di nick cis-acting (oriT) e le funzioni trans-acting date da una proteina di trasferimento.

Continua…

Cosa succede al DNA durante il processo di mitosi?

Questo processo comporta la replicazione dei cromosomi della cellula, la segregazione del DNA copiato e la scissione del citoplasma della cellula madre. Il risultato della fissione binaria sono due nuove cellule identiche alla cellula originale.

Continua…

Come si chiamano i danni a una sequenza di DNA?

Molte mutazioni spontanee sono mutazioni puntiformi, che comportano un cambiamento in una singola coppia di basi nella sequenza del DNA (vedi Figura 8-4). Queste possono derivare da errori nella replicazione, durante la ricombinazione genetica e, in particolare, dalla deaminazione delle basi per cui un residuo C viene convertito in un residuo U (Figura 12-23).

Continua…

Il DNA danneggiato può essere riparato?

La maggior parte dei danni al DNA viene riparata con la rimozione delle basi danneggiate seguita dalla risintesi della regione asportata. Alcune lesioni nel DNA, tuttavia, possono essere riparate tramite l’inversione diretta del danno, che può essere un modo più efficiente di affrontare specifici tipi di danno al DNA che si verificano frequentemente.

Continua…

Articolo precedente

Cosa fa l’ibuprofene ai cani?

Articolo successivo

Quali sono le dimensioni di un serbatoio di propano da 200 galloni?

You might be interested in …

È sicuro comprare il dentifricio al negozio del dollaro?

Alcuni negozi del dollaro vendono dentifrici scaduti e formulazioni straniere non approvate dall’ADA. Affermazione: Alcuni negozi del dollaro vendono dentifricio scaduto e straniero, con formulazioni non approvate dall’AIDS. Stato: VERO Esempio: [Raccolto via e-mail, 2004] […]

Cos’è la pipetta Ostwald Folin?

Cos’è la pipetta Ostwald Folin? Chiamate anche pipette per sangue, pipette volumetriche di trasferimento in vetro o in plastica utilizzate per sangue intero, siero e altri fluidi viscosi; la maggior parte delle pipette Ostwald-Folin sono […]

Quando è morto Scipione?

I nostri redattori esamineranno ciò che hai inviato e determineranno se rivedere l’articolo. Scipione Africanochiamato anche Scipione Africano il Vecchio, latino Scipione Africano Maggiore, per esteso Publio Cornelio Scipione Africano, (nato nel 236 a.C. – […]