What happens when your DNA is damaged? - Monica Menesini

Cosa succede quando il DNA si danneggia?

Traduttore: Valentina Scanu Revisore: Monica Gilardi

The DNA in just one of your cells

Il DNA in solo una delle vostre cellule

gets damaged tens of thousands of times per day.

viene danneggiato decine di migliaia di volte al giorno.

Multiply that by your body's hundred trillion or so cells,

Moltiplicalo per le centinaia di trilioni di cellule del tuo corpo,

and you've got a quintillion DNA errors everyday.

e avrai ogni giorno un quintillione di errori nel DNA.

And because DNA provides the blueprint

E poiché il DNA contiene il programma

for the proteins your cells need to function,

delle proteine per far funzionare le cellule,

damage causes serious problems, such as cancer.

il danno causa seri problemi, come il cancro.

The errors come in different forms.

Gli errori si verificano in diversi modi.

Sometimes nucleotides, DNA's building blocks, get damaged,

A volte i nucleotidi, i mattoni del DNA, si rovinano,

other times nucleotides get matched up incorrectly,

altre volte i nucleotidi si accoppiano in maniera errata,

causing mutations,

causando mutazioni,

and nicks in one or both strands can interfere with DNA replication,

e la rottura in una o entrambe le parti possono alterare la duplicazione del DNA,

or even cause sections of DNA to get mixed up.

o persino produrre scambi tra segmenti di DNA.

Fortunately, your cells have ways of fixing most of these problems

Per fortuna, le cellule possiedono quasi sempre

mezzi per correggere molti di questi problemi

most of the time.

These repair pathways all rely on specialized enzymes.

Questi percorsi di riparazione si affidano a enzimi specializzati.

Different ones respond to different types of damage.

Diversi enzimi rispondono differenti tipi di danno.

One common error is base mismatches.

Un errore comune è l'errato accoppiamento delle basi.

Each nucleotide contains a base,

Ogni nucleotide contiene una base,

and during DNA replication,

e durante la duplicazione del DNA,

the enzyme DNA polymerase is supposed to bring in the right partner

L'enzima DNA polimerasi è tenuto ad inserire

to pair with every base on each template strand.

il nucleotide complementare nel filamento che si sta formando.

Adenine with thymine, and guanine with cytosine.

L'adenina con la timina, e la guanina con la citosina.

But about once every hundred thousand additions,

Tuttavia una volta ogni cento mila appaiamenti,

it makes a mistake.

commette un errore.

The enzyme catches most of these right away,

L'enzima recupera subito gran parte degli errori,

and cuts off a few nucleotides and replaces them with the correct ones.

elimina alcuni nucleotidi e li rimpiazza con quelli corretti.

And just in case it missed a few,

In caso ne dimenticasse alcuni,

a second set of proteins comes behind it to check.

Un secondo gruppo di proteine lo segue per controllare.

If they find a mismatch,

Se trovano un errato appaiamento,

they cut out the incorrect nucleotide and replace it.

eliminano il nucleotide errato e lo rimpiazzano.

This is called mismatch repair.

Si tratta di una riparazione.

Together, these two systems reduce the number of base mismatch errors

Insieme, i due sistemi riducono il numero degli errori

to about one in one billion.

a circa uno su un miliardo.

But DNA can get damaged after replication, too.

Tuttavia il DNA può danneggiarsi anche dopo la duplicazione.

Lots of different molecules can cause chemical changes to nucleotides.

Molte molecole diverse possono causare cambiamenti chimici nei nucleotidi.

Some of these come from environmental exposure,

Alcune provengono da esposizioni ambientali,

like certain compounds in tobacco smoke.

come alcuni composti del fumo del tabacco.

But others are molecules that are found in cells naturally,

Ma altre sono molecole che si trovano già nelle cellule.

like hydrogen peroxide.

come il perossido di idrogeno.

Certain chemical changes are so common

Certi cambiamenti chimici sono così comuni

that they have specific enzymes assigned to reverse the damage.

che esistono enzimi specifici che hanno il compito di riparare il danno.

But the cell also has more general repair pathways.

Tuttavia le cellule hanno anche percorsi di riparazione più generali.

If just one base is damaged,

Se solo la base è danneggiata,

it can usually be fixed by a process called base excision repair.

può essere riparata con un processo chiamato riparazione per escissione.

One enzyme snips out the damaged base,

Un enzima rimuove la base danneggiata,

and other enzymes come in to trim around the site and replace the nucleotides.

e un altro arriva per ripulire la zona e sostituire il nucleotide.

UV light can cause damage that's a little harder to fix.

I raggi UV possono causare danni che sono più difficili da riparare.

Sometimes, it causes two adjacent nucleotides to stick together,

A volte provocano fa fusione di due nucleotidi adiacenti,

distorting the DNA's double helix shape.

alterando la forma a doppia elica del DNA.

Damage like this requires a more complex process

Il danno può richiedere un processo più complesso

called nucleotide excision repair.

chiamato riparazione per escissione dei nucleotidi.

A team of proteins removes a long strand of 24 or so nucleotides,

Un gruppo di proteine rimuove un lungo filamento di circa 24 nucleotidi,

and replaces them with fresh ones.

e li sostituisce con dei nuovi.

Very high frequency radiation, like gamma rays and x-rays,

Radiazioni di frequenza molto elevata come raggi gamma e raggi x,

cause a different kind of damage.

provocano un diverso tipo di danno.

They can actually sever one or both strands of the DNA backbone.

Possono recidere uno o entrambi i filamenti dello scheletro del DNA.

Double strand breaks are the most dangerous.

Le rotture a doppio filamento del DNA sono le più pericolose.

Even one can cause cell death.

Anche una sola può causare la morte della cellula.

The two most common pathways for repairing double strand breaks

I due percorsi più comuni per riparare la rottura a doppio filamento

are called homologous recombination and non-homologous end joining.

sono chiamati ricombinazione omologa e unione non omologa delle estremità.

Homologous recombination uses an undamaged section of similar DNA as a template.

La ricombinazione omologa usa una sezione simile di DNA non danneggiato come modello.

Enzymes interlace the damaged and undamgaed strands,

Gli enzimi intrecciano le parti danneggiate e non danneggiate,

get them to exchange sequences of nucleotides,

per arrivare a scambiare sequenze di nucleotidi,

and finally fill in the missing gaps

e riempire infine gli spazi vuoti

to end up with two complete double-stranded segments.

per ritrovarsi con due segmenti completi di doppio filamento.

Non-homologous end joining, on the other hand,

Invece, l'unione non omologa delle estremità

doesn't rely on a template.

non fa affidamento su un modello.

Instead, a series of proteins trims off a few nucleotides

Una serie di proteine rimuove alcuni nucleotidi

and then fuses the broken ends back together.

e riunisce le estremità spezzate.

This process isn't as accurate.

Questo processo non è accurato.

It can cause genes to get mixed up, or moved around.

Può causare la fusione o lo spostamento di geni.

But it's useful when sister DNA isn't available.

Tuttavia è utile quando il DNA fratello non è disponibile.

Of course, changes to DNA aren't always bad.

Naturalmente, i cambiamenti del DNA non sono sempre un male.

Beneficial mutations can allow a species to evolve.

Mutazioni benefiche possono permettere a una specie di evolversi.

But most of the time, we want DNA to stay the same.

Tuttavia quasi sempre, vogliamo che il DNA rimanga uguale.

Defects in DNA repair are associated with premature aging

I difetti nella riparazione del DNA sono legati all'invecchiamento precoce

and many kinds of cancer.

e a molti altri tipi di cancro.

So if you're looking for a fountain of youth,

Perciò se cerchi una fonte di giovinezza,

it's already operating in your cells,

è già operativa nelle tue cellule

billions and billions of times a day.

miliardi e miliardi di volte al giorno.