La fotoliasi: un meccanismo di riparazione del DNA
La fotoliasi è una classe di flavoproteine che sfruttano la luce blu per riparare i danni al DNA causati dai raggi ultravioletti. L’irradiazione ultravioletta della luce solare può creare modifiche al DNA che lo rendono illeggibile per i meccanismi di replicazione cellulare.
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Effetti dannosi e protezione della fotoliasi
Il danno al DNA causato dai raggi UV può portare a gravi patologie come il cancro della pelle, apoptosi cellulare e mutagenesi. Tuttavia, grazie alla fotoliasi, le cellule possono essere riparate rapidamente. Questo meccanismo è presente in organismi come pesci, anfibi, uccelli e rettili, ma è stato perso durante l’evoluzione nei mammiferi, inclusi gli esseri umani.
Albert Kelner e la scoperta della fotoriattivazione
Negli anni ’40, Albert Kelner studiò per la prima volta il fenomeno della fotoriattivazione enzimatica, dimostrando la capacità della fotoliasi di riparare le lesioni del DNA indotte dai raggi UV. Le fotoliasi sono proteine monomeriche composte da 450-550 amminoacidi e due cromofori legati covalentemente.
Meccanismo d’azione della fotoliasi
Dopo l’irradiazione con raggi UV, si formano dimeri di ciclobutano pirimidina (CPD) e fotoprodotti pirimidina-pirimidone (6-4). Le fotoliasi agiscono selettivamente per riparare questi danni al DNA. Esse contengono un cofattore attivo, il flavina adenina dinucleotide (FADH-), che catalizza il processo di riparazione.
Ciclobutano fotoliasi
L’enzima si lega ai dimeri della pirimidina e si posiziona sulla elica distorta del DNA danneggiato. Un fotone assorbito dal cromoforo attiva il FADH-, che a sua volta trasferisce un elettrone al danno nel DNA, dividendo l’anello del ciclobutano. Questo processo permette la riparazione del danno al DNA con un’efficienza notevole.
Conclusione
La fotoliasi svolge un ruolo fondamentale nella riparazione del DNA danneggiato dai raggi UV, proteggendo le cellule dagli effetti nocivi della radiazione solare. L’approfondimento di queste conoscenze può portare a sviluppi significativi nella prevenzione e nel trattamento delle malattie correlate ai danni del DNA.
