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Microbi, nuova ricerca svela dettagli dello straordinario sistema di riparazione di DNA batterico

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 12.12.2010

DNA visto in 3DGli scienziati hanno scoperto come una rete di proteine di riparazione permette ai batteri di dare priorità alla “manutenzione” delle regioni più utilizzate delle molecole di DNA che codificano le istruzioni necessarie e prioritarie per la vita delle cellule.

La ricerca, svolta da studiosi dell’Università di Bristol e pubblicata in Molecular Cell (dicembre 2010), rivela che c’è un’enorme similitudine tra i sistemi di riparazione del DNA dei batteri e quella degli esseri umani, più di quanto non si sospettasse in precedenza.

Quando le “lettere” nel libro del DNA di una cellula, ossia le istruzioni chimiche per costruire le proteine, sono danneggiate, le istruzioni diventano difficili da leggere e la cellula rischia di non funzionare correttamente. Ad esempio, l’esposizione a troppi raggi solari aumenta il rischio di cancro della pelle perché la luce ultravioletta presente nella luce del Sole danneggia il DNA delle cellule della pelle e può causare una loro crescita anormale.

Poiché è impossibile evitare di danneggiare il DNA, le cellule hanno sviluppato molti meccanismi per la riparazione del loro genoma danneggiato. Come le squadre dell’ANAS che riparano le strade danneggiate, questi meccanismi di riparazione del DNA si avvalgono di persone con diverse specialità: a volte tutto quello che serve è il riempimento di una buca con una manciata di asfalto, altre volte grandi sezioni di manto stradale devono essere asportate e sostituite. Allo stesso modo si comporta il DNA, dove può bastare la sostituzione di qualche coppia di basi oppure di una intera catena.

I sistemi di riparazione hanno bisogno di  vere e proprie “macchine molecolari” in grado di rilevare i danni al DNA, in primo luogo, altre in grado di tagliare il DNA danneggiato, e infine altre “macchine” in grado di terminare la riparazione mediante la costruzione di nuovo DNA al posto di quello danneggiato. Tutte queste macchine molecolari devono lavorare insieme in modo organizzato per svolgere queste riparazioni molto intricate, e così occorrono anche le macchine che fanno la parte del caposquadra e coordinano il lavoro degli altri.

Quando il DNA è molto danneggiato, le cellule sia degli esseri umani che dei batteri garantiscono che le sezioni che vengono lette in quel momento (in un processo chiamato trascrizione) vengano riparate prima di sezioni che non vengono lette, in quanto è prioritario non fermare il lavoro di sintesi proteica.

Un team guidato dal Dr. Nigel Savery dall’unità di interazioni proteina-DNA presso l’Università di Bristol School of Biochemistry ha purificato ciascuno dei numerosi componenti singoli di questo percorso di  “trascrizione accoppiata” per la riparazione del DNA dal batterio Escherichia coli e ha ricostruito il sistema in una provetta. Questo ha permesso loro di studiare gli effetti della disattivazione di varie parti delle diverse macchine e, quindi, di capire ciò a cui è necessario dare priorità in determinate sezioni del DNA per la riparazione. Il team ha scoperto che proteine diverse assumono la responsabilità di riparazione dei danni in diverse situazioni, e ha spiegato come una delle macchine principali è in grado di “spegnersi” da sola quando non sta funzionando, al fine di diminuire il “consumo” del sistema.

Il dottor Savery ha dichiarato: “Questo lavoro è un esempio di ricerca di base, si tratta di un fondamentale studio dei meccanismi molecolari di una importante funzione biologica, che risale alle origini della vita, in quanto presente dai batteri all’uomo. Inoltre questa ricerca è iniziata con uno spirito di esplorazione scientifica, piuttosto che con in vista una applicazione immediata, medica o tecnologica. Tuttavia, come tutte le ricerche di base fornisce le basi di conoscenza su cui sono costruiti i progressi tecnologici e medici del futuro. In questo caso il lavoro fornisce conoscenze e strumenti sperimentali che possono contribuire a spiegare come questo metodo di riparazione a “trascrizione accoppiata” del DNA, che normalmente impedisce le mutazioni, influisca nell’insorgere di batteri mutanti antibiotico-resistenti”.

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