DNA e inquinamento: quali sono i rischi e gli studi condotti
L’acido desossiribonucleico, comunemente chiamato DNA, insieme all’acido ribonucleico (RNA), sono acidi nucleici presenti in tutti gli organismi viventi. Questi due acidi costituiscono le informazioni di un essere vivente trasmesse da una generazione all’altra.
In quasi tutti i casi, il DNA rappresenta l’impronta genetica che identifica una persona dall’altra. Tuttavia, in alcuni organismi, come determinati virus, queste informazioni sono contenute nell’RNA. Secondo uno studio effettuato da un gruppo di scienziati dell’Università della British Columbia a Vancouver, in Canada, l’inquinamento atmosferico può alterare il nostro DNA.
Le particelle nocive presente nell’aria si accumulano nei nostri corpi nel tempo. Influenzano, così, il funzionamento dei nostri organi dai nostri polmoni al nostro cuore e al nostro cervello.
Lo studio prevedeva che alcuni volontari respirassero gas diesel in un piccolo spazio mentre altri aria fresca e meno inquinata. Gli scienziati volevano verificare se l’inquinamento avrebbe avuto un effetto epigenetico attivando o disattivando i geni.
Il risultato? In seguito a questo primo passaggio gli scienziati hanno prelevato campioni di sangue da entrambi i gruppi. Hanno scoperto che, coloro che sono stati esposti a livelli elevati di gas scarico diesel, hanno subito cambiamenti in circa 2.800 punti nel loro DNA. Cambiamenti che hanno interessato circa 400 geni in totale. Questo effetto non è stato osservato nelle persone che hanno respirato aria pulita. Queste non hanno mutazione del DNA modificate dunque dall’inquinamento.
Ovviamente, questo è un grave effetto dell’inquinamento. Si pensi che, la maggior parte delle persone in tutto il mondo, vive in aree in cui l’inquinamento è superiore ai livelli considerati sani dall’OMS.
Un altro studio effettuato in Canada
Un’altra indagine è stata effettuata, sempre in Canada, per valutare quale fosse l’impatto di particolati fini e di gas sul rischio cardiometabolico e respiratorio. Questo attraverso le modifiche al lavoro del nostro DNA. La risposta, dello studio, pubblicata sulla rivista Nature Communication, non lascia scampo. L’impatto è alto. Persino più alto di quello riferito alla nostra discendenza genetica.
L’analisi è stata effettuata su 1000 individui. Alcuni che vivono in regioni diverse del Quebec. Montreal, il maggior centro urbano e con circa 4500 abitanti per km2. Quebec City, più piccola rispetto alla prima e meno abitata. Infine, una regione di boschi e laghi Saguenay-LacSaint-Jean.
Individuati effetti polveri sottili, biossido azoto e zolfo
Ovviamente il livello di inquinamento varia molto tra i tre centri, mentre tutti i soggetti coinvolti nello studio hanno la stessa origine: sono tutti discendenti dei coloni francesi insediatesi in Canada ai primi del Seicento.
Mentre la genetica di base era più o meno omogenea, si è potuto ponderare il livello di espressione di alcuni geni (valutato misurando la quantità di certe proteine nel sangue, che dai geni derivano) incrociandolo con l’esposizione a inquinanti ambientali. Si è visto che la regione geografica di residenza pesa davvero tanto, scrivono i ricercatori, da contribuire a spiegare perché tra una regione e l’altra si trovino differenze nell’incidenza di asma e di altre malattie.
La ricerca conferma i risultati di altri studi. Come quello europeo Escape, che ha messo insieme i dati di 22 ricerche europee su 360mila abitanti di tredici grandi città, seguiti per 14 anni, per mostrare come il particolato fine sia dannoso anche a concentrazioni inferiori a quelle consentite dalla legge e diventi causa di malattie respiratorie e cardiovascolari. E man mano che si studiano i tanti modi con cui l’inquinamento affligge la nostra salute, c’è chi fa i conti, e suona l’allarme: i morti riferibili a inquinamento nel mondo ogni anno sono 7milioni. (fonte ANSA)
Le radiazioni possono provocare cambiamenti nel DNA
I rischi del nucleare vanno valutati non solo rispetto alla probabilità di gravi incidenti, ma anche per le conseguenze di piccoli e più frequenti rilasci di radiazioni e per i pericoli connessi a tutto il processo di produzione, dalla miniera allo smaltimento delle scorie. Le radiazioni ionizzanti penetrano profondamente nei tessuti irradiati e possono comportare modificazioni molecolari, provocando mutazioni nel DNA.
Ciò può provocare manifestazioni patologiche di diverso genere, come cancro o leucemia. Se la radiazione colpisce però una cellula seminale, può dare luogo a una mutazione genetica, con possibili effetti patologici nella prole del soggetto colpito o, se la mutazione è recessiva, addirittura in quella di generazioni future.
Il problema di eventuali pericoli relativi a rilasci di sostanze radioattive da parte di reattori nucleari si presenta non solo in caso di incidenti, ma anche per il normale funzionamento, durante il quale avvengono fughe minime di isotopi radioattivi.
Queste fughe di rifiuti a bassa attività sono inevitabili e, in genere, previste e accettate, purché non diano luogo a dispersioni che superino le concentrazioni massime stabilite per legge. Ci si attiene al concetto di “soglia di rischio“, cioè all’idea che una dose molto piccola di radiazioni sia priva di effetti nocivi. Ma questo è un criterio con il quale non tutti sono d’accordo poiché, come già sottolineato, non è stata dimostrata l’esistenza della soglia al di sotto della quale non si avrebbe più alcun danno.
Inquinamento atmosferico: danni sul DNA dei bambini
L’inquinamento atmosferico dovuto alle auto provoca danni sul Dna dei bambini e degli adolescenti che vivono in luoghi particolarmente esposti a smog. Le nuove prove arrivano da uno studio condotto da ricercatori dell’Università della California, Berkeley. In particolare, è risultato evidente un tipo di danneggiamento che è indice di stress ossidativo, ovvero l’abbreviazione dei telomeri, piccole porzioni di DNA che si trovano alla fine di ogni cromosoma.
Lo studio ha incluso 14 bambini e adolescenti che vivono a Fresno, in California, la seconda città più inquinata degli Stati Uniti. I ricercatori hanno valutato la relazione tra idrocarburi policiclici aromatici (PAHs), un “inquinante” onnipresente dell’aria causato dallo scarico di veicoli a motore, e l’accorciamento dei telomeri, un tipo di danno del DNA tipicamente associato all’invecchiamento.
Mentre l’esposizione a PAH aumentava, la lunghezza dei telomeri diminuiva in modo lineare, anche dopo l’aggiustamento per altri fattori quali età, sesso ed etnia. Lo studio, pubblicato sulla rivista Occupational and Environmental Medicine, suggerisce inoltre che i bambini possono avere un diverso regolamento della lunghezza dei telomeri rispetto agli adulti, il che potrebbe renderli più vulnerabili agli effetti dello smog. Con ulteriori studi, secondo i ricercatori, i telomeri, considerati una sorta di “orologio della cellula”, potrebbero fornire un nuovo biomarcatore per riflettere gli effetti sulle cellule dovuti all’inquinamento atmosferico. (ANSA).
L’inquinamento, in caso di tumori, può danneggiare il DNA
Nel caso dei tumori, gli agenti inquinanti possono danneggiare il DNA delle cellule e quindi provocare la trasformazione delle cellule normali in cellule cancerose. Le cellule cancerose sono in grado di crescere in modo abnorme e di colonizzare altri organi perché hanno perso quei meccanismi che controllano l’equilibrio tra la crescita e la morte cellulare.
Generalmente le cellule hanno dei meccanismi per riparare il DNA danneggiato o per indurre la morte in quelle cellule che hanno subito delle mutazioni “pericolose”. Qualche volta, però, questi sistemi di controllo non funzionano oppure le mutazioni sono così estese che non bastano a riparare i danni al DNA e quindi la cellula si trasforma in tumorale, per fortuna le mutazioni necessarie per questa trasformazione sono più di una.
Genetica e mutazione delle cellule trasmesse alla progenie
Se una persona è stata esposta all’amianto può sviluppare alcune patologie tumorali come il mesotelioma pleurico, tumore strettamente legato all’inalazione di fibre di amianto. I suoi figli saranno sani perché la mutazione genetica ha interessato solo le cellule della pleura polmonare. D’altra parte, se le mutazioni interessano le cellule germinali, questo DNA mutato sarà trasmesso ai figli che avranno una probabilità doppia di sviluppare patologie associate alle mutazioni genetiche: una certa probabilità è quella di base trasmessa dai genitori e una certa probabilità sarà quella che accumuleranno nel corso della loro vita.
DNA: composizione e struttura. Tutto quello che si deve sapere
Le informazioni sono scritte nel DNA attraverso quattro molecole molto più piccole, dette “basi azotate”: adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T), che costituiscono l’alfabeto del codice genetico.
Il nucleolo è corpuscolo rotondeggiante, contenente proteine legate ad acido ribonucleico, presente, unico o multiplo, nel nucleo di tutte le cellule; è il sito nel quale avviene la trascrizione dell’RNA ribosomiale.
Le quattro basi azotate si susseguono, nel genoma di ogni organismo, secondo un preciso ordine e poi si raggruppano formando diverse combinazioni. Per formare i geni.
Ciascuna base azotata insieme a uno o più atomi di carbonio e ad uno zucchero costituisce un nucleotide. Cambiando l’ordine delle basi azotate si possono scrivere messaggi diversi che porteranno alla formazione degli aminoacidi (in tutto 20) che servono per formare le proteine. Ciascuna sequenza di tre basi identifica un aminoacido e una sequenza di aminoacidi costituisce una proteina.
L’esempio riportato mostra schematicamente le due sequenze di DNA appaiate secondo la regola A-T e C-G e i nomi degli aminoacidi che ne derivano, isoleucina (Ile), arginina (Arg), lisina (Lis) e valina (Val):
| AA |
CGT |
AAG |
GTG |
| TAT |
GCA |
TTC |
CAC |
| Ile |
Arg |
Lis |
Val |
La natura tridimensionale del DNA
In realtà, come descritto da Watson e Crick nel 1953 hanno descritto la struttura del DNA:ha una struttura tridimensionale formata da due eliche avvolte una sull’altra. La parte esterna è costituita da zuccheri e fosfati, mentre le basi appaiate (l’adenina con la timina e la guanina con la citosina) sono collocate all’interno.
I filamenti di DNA, lunghi fino a milioni di nucleotidi, sono contenuti nei cromosomi, a loro volta collocati nel nucleo di tutte le cellule. Il DNA costituisce, quindi, la base della trasmissione ereditaria dei caratteri. Inoltre, poiché rappresenta l’impronta genetica di ciascuno di noi, lo studio del DNA (per esempio nella medicina forense) estratto dal sangue, dalla saliva, dai capelli o da altri tessuti è ormai utilizzato per l’identificazione certa di ciascun individuo.
Una delle tecniche che furono più utili per la comprensione della struttura del DNA fu l’analisi di diffrazione ai raggi X attraverso la quale i ricercatori attribuirono al DNA una forma a elica regolare. Altri dati suggerivano la presenza di due catene polinucleotidiche, implicate nella formazione dell’elica, e inoltre vennero messi in luce i rapporti costanti delle basi a due a due: G con C, T con A.
Se vogliamo immaginare la struttura tridimensionale del DNA, ci può aiutare l’immagine di una scala a pioli ritorta a spirale, dove i pioli sono rappresentati dalle basi appaiate e il resto della scala è costituito dall’alternarsi degli zuccheri e dei fosfati. In realtà la struttura è più complessa e, per chi la studia, molto più affascinante di una scala.
Storia e scoperte sul DNA di James Watson e Francis Crick
Nel 1953 James Watson e Francis Crick scoprirono la struttura del Dna (acido desossiribonucleico) e il suo meccanismo di replicazione. Ma questo evento è solo la tappa più clamorosa di una lunga serie di scoperte senza le quali i due scienziati non avrebbero mai potuto intraprendere gli studi per i quali, nel 1962, vinsero il premio Nobel. Inizialmente la molecola del Dna era stata osservata all’interno della cellula, ma non se ne conosceva la struttura.
Una forma originale. Nel 1944, a conclusione di una serie di studi sul Dna di alcuni microrganismi, gli studiosi giunsero definitivamente alla conclusione che il Dna è la molecola che trasmette l’informazione genetica da un organismo all’altro. Il merito di Watson e Crick fu quello di scoprire la struttura “a doppia elica” del Dna: due lunghi filamenti di molecole, i nucleotidi, avvolti a spirale. Ci vollero comunque ancora anni di lavoro per interpretare il codice genetico, cioè per capire come dalla semplice alternanza di quattro molecole base l’organismo decodifichi le informazioni per sintetizzare tutte le proteine necessarie.
Per informazioni e consulenza medica e legale per esposti ad amianto e altri cancerogeni contatta il numero verde gratuito 800034294.
