Cuando dicen que la radiación puede dañar su ADN, ¿qué es exactamente ese daño y dónde sucede eso?

Existen diferentes tipos de radiación. Está bañado en radiación electromagnética en forma de luz y ondas de radio, y la mayor parte de eso es inofensivo, con la excepción de una banda estrecha del espectro electromagnético en el rango ultravioleta. Esa luz ultravioleta es la frecuencia correcta para excitar las timinas adyacentes en el ADN y hacer que se unan químicamente. Esto causa problemas en la maquinaria del ADN que lee y replica el ADN, causando lo que conocemos como quemaduras solares (o, si es especialmente desafortunado, melanoma).

La radiación afecta todo lo que golpea. En el caso de la luz ultravioleta, eso está realmente limitado a las células de la piel. También depende de la dosis: a mayor exposición a la radiación (intensidad y tiempo), se producen más eventos (golpear algo y causar daño).

Además de la radiación UV, hay radiación ionizante (que también viene en diferentes tipos, alfa, beta y radiación gamma). Cada tipo tiene una cantidad diferente de energía, pero se caracteriza por la capacidad de romper enlaces químicos e ionizar moléculas. Este tipo de radiación es capaz de cortar efectivamente una cadena de ADN, rompiéndola. Una fuente realmente poderosa puede romper dos cadenas de ADN al mismo tiempo. Si bien el cuerpo tiene mecanismos de reparación de ADN, cometen errores (que conducen a mutaciones que pueden alterar o inactivar genes). Si le sucede a una célula en división donde el ADN está expuesto como una sola hebra, los efectos son aún más graves. Una dosis mayor de radiación romperá el ADN en tantos lugares que la célula no tiene esperanza de recuperarse (es instantáneamente fatal; lo usamos para esterilizar cosas).

La radioterapia para el cáncer implica enfocar la radiación ionizante en las células cancerosas que se dividen rápidamente en el cuerpo. A diferencia de los rayos UV, esta forma o radiación penetra en el cuerpo.

P: Cuando dicen que la radiación puede dañar su ADN, ¿qué es exactamente ese daño y dónde sucede?

La radiación ionizante es radiación con suficiente energía para romper enlaces químicos. Cuando la radiación ionizante rompe los enlaces químicos que mantienen unida cualquier parte de una célula, la célula puede dañarse o incluso matarse. Cuando la radiación rompe los enlaces químicos que mantienen unida una molécula de ADN, puede dañar la molécula de ADN. Tal daño se llama mutación.

Las mutaciones pueden repararse mediante mecanismos de rutina dentro de la célula, pueden causar un mal funcionamiento del metabolismo celular o incluso matar la célula.

P: Cuando la radiación daña el ADN, ¿está ocurriendo el daño en el ADN a cada célula del cuerpo? ¿Es posible que el daño ocurra en alguna parte del cuerpo y solo dañe el ADN en esa parte?

El daño por radiación ocurre a nivel de enlaces químicos individuales. Si, por ejemplo, un rayo cósmico atraviesa su cuerpo y golpea una molécula de ADN, podría romper esa molécula de ADN. No afectará a ninguna otra celda a menos que la celda afectada se multiplique. Desde que evolucionamos en un mundo débilmente radiactivo, nuestras células tienen mecanismos de reparación de ADN incorporados y mecanismos para evitar que las células con mutaciones peligrosamente graves pasen a la próxima generación. Estos mecanismos no son perfectos, por supuesto, no pueden serlo, de lo contrario no podríamos evolucionar y adaptarnos con el tiempo.

P: ¿Qué pasará entonces?

Si no se repara, el daño al ADN puede interferir con la síntesis de proteínas o enzimas, interferir con la capacidad de la célula para reproducirse o causar que la célula se vuelva cancerosa, entre otras cosas. Las quemaduras solares son una forma de daño por radiación en el que una gran cantidad de células de la piel mueren o se dañan, y el cuerpo debe generar una respuesta inflamatoria para limpiar el desorden. Las quemaduras solares aumentan el riesgo de cáncer porque cada vez que las células destruyen las células, algunos mutantes se quedan atrás. Pero no se preocupe demasiado por esto, todo tipo de cosas causan pequeñas tasas de mutación, incluso rastros de potasio radiactivo en sus huesos.

Si la célula es un esperma o un óvulo, la alteración del ADN puede transmitirse a la descendencia, aunque es más probable que esto provoque un aborto espontáneo que cualquier cosa más siniestra. Existe una idea errónea popular de que el daño por radiación causará bebés monstruosamente mutados, pero esto no es así.

Todos los seres vivos son mutantes, de hecho, cada ser humano tiene alrededor de 100 mutaciones solo por errores no corregidos durante la producción de esperma y óvulos. La mutación inducida por la radiación no es diferente, y en su mayoría solo tiene el efecto de una variación ligeramente creciente dentro de la población. Por lo general, no puede causar el tipo de monstruosidades de tres cabezas que ves en las películas, a menos que tal vez ocurra temprano durante un embarazo. En la gran mayoría de los casos, el daño tan severo causará que un óvulo fertilizado aborte espontáneamente.

En casos raros, las mutaciones en la parte del ADN que regula el crecimiento pueden permitir que una célula crezca sin control, formando un tumor o cáncer.

El ADN es una molécula increíblemente compleja que se encuentra en las células de todas las células y seres vivos más grandes. Es responsable de codificar el conjunto completo de instrucciones para reproducir la (s) célula (s) y operar sus funciones biológicas. Cada célula sana de tu cuerpo contiene una copia completa de las instrucciones para hacerte.

Hablamos del ADN como una doble hélice (dos espirales unidas) pero no es necesariamente así. Esa es solo una morfología. Es más como una escalera que puede torcerse de varias maneras. Hay más de tres mil millones de “peldaños” en una molécula de ADN humano. Los “rieles” laterales de la escalera están formados por hebras de moléculas de azúcar y moléculas de fosfato encadenadas una tras otra. Cualquier “peldaño” de la escalera está compuesto exactamente por dos de los famosos nucleótidos de cuatro bases, citosina (C), guanina (G), adenina (A) o timina (T). Cada nucleótido base está unido a la molécula de azúcar o la molécula de fosfato que está más cerca de él en su propio “carril” y su extremo opuesto está unido al nucleótido complementario que sobresale del carril opuesto.

Las moléculas A solo pueden unirse a las moléculas T y C solo puede unirse a G.

Los enlaces entre las moléculas de azúcar y fosfato en ambos rieles son más fuertes que los enlaces entre los nucleótidos que forman los peldaños. Esto significa que toda la molécula de ADN de doble hélice se puede descomprimir químicamente al romper ese enlace en el medio de cada peldaño. Una de las cosas sorprendentes es que cada hebra resultante es una copia idéntica de la otra, pero presentada en la dirección opuesta. Entonces, una sola molécula de ADN tiene dos copias completas de las instrucciones bioquímicas. Esto debería darle una pista sobre cómo ocurre la reproducción celular. Cada célula obtiene la mitad de la molécula de ADN y luego los procesos biológicos de división celular crean un lado opuesto que le da a la nueva célula una copia idéntica de la doble hélice original.

De todos modos … eso sucede impecablemente billones de veces y mientras lo haga, el organismo continúa. Sin embargo, debido a que los enlaces entre las moléculas en los peldaños pueden romperse fácilmente, un rayo cósmico aleatorio o radiación ionizante u otros factores ambientales pueden romper el enlace. Ahí es donde las cosas pueden volverse locas.

El interior de una célula es una sopa de proteínas y otras moléculas. Entonces, dependiendo de lo que esté cerca, otra molécula puede formar músculo, o las hebras pueden enredarse irremediablemente. Eso a veces puede repararse mediante mecanismos de reparación celular y otras no. Si no se repara, eso se llama mutación. Puede interrumpir toda la operación de la célula. Incluso un pequeño cambio no es bueno, pero las células también tienen mecanismos preprogramados (llamados apoptosis) para destruir una célula que salió mal.

Si ocurre esa muerte celular programada, no hay daño, no hay falta. De hecho, sucede todo el tiempo. En una celda aislada de miles de millones no es gran cosa, pero dado que el cambio alteró efectivamente (al menos) un lado de la cadena, cuando se replica durante la división celular, el cambio se replicará en cada celda nueva que se divide De la mutación original. Eso es cancer.

Hay muchas otras enfermedades (no solo cáncer) que pueden ocurrir como resultado de este proceso. Y, por cierto, también es el proceso que impulsa la evolución. No todas las mutaciones son malas. Si lo fueran, todos seguiríamos siendo organismos unicelulares en un mar primordial, lo que me dificultaría escribir esta respuesta.

Permítanme intentar dar una respuesta más corta a una parte de sus preguntas:

Primero, el daño por radiación es diferente en el ADN de manera diferente, pero independientemente de los tipos de daño (rupturas de tendencia doble, dimensionamientos, etc.), hay dos tipos de cosas que debemos temer: respuestas agudas y mutaciones.

Para entender por qué y cómo son peligrosos, aquí hay algunos datos de ADN que debe conocer. El ADN a la célula / organismo es como el manual / instrucción todo incluido de una fábrica. A menos que destruya la mayoría de una célula, el ADN es lo único importante en la célula, porque todo lo que no sea ADN en una célula se produce de acuerdo con las instrucciones del ADN. Al igual que la fábrica, no importa si perdemos algunas máquinas o empleados, porque siempre podemos hacer / reclutar nuevos según el manual. Pero, como puede imaginar, si el manual se cambia de alguna manera, no hay muchas maneras de evitar que la fábrica funcione incorrectamente. Eso es lo que el daño del ADN hace a nuestras células.

El ADN (el manual) es tan importante que los organismos se esfuerzan por evitar que suceda. De hecho, hay muchas partes en el manual que instruye a algunas personas a monitorear si se ha producido algún daño a sí mismo (vías de respuesta al daño del ADN). ¿Qué harán esos monitores? Primero comprobarán si hay demasiado daño para restaurar. Si es así, cerrarán la fábrica por completo (muerte celular). Puede que no parezca una buena estrategia para administrar una fábrica real, pero es la mejor estrategia para la vida. La razón es que si intentan reiniciar la fábrica de todos modos, es más probable que la fábrica se convierta en una fábrica “mala” (cáncer) que no se descomponga al final (no hablaré de por qué aquí en detalle). Más importante aún, a nuestro cuerpo no le importa perder una célula entre millones de células en nuestro cuerpo. Volviendo a la radiación, así es como ocurre el síndrome de radiación aguda, donde muchas células deciden suicidarse y no pueden ser reemplazadas (incluso las células que se supone que preproducen para reemplazar las células muertas deciden morir). Este scinerio es como todos piensan: “aparte de correr el riesgo de contraer cáncer y matar al hombre con mis propias manos, prefiero morir y debe haber alguien más que tome mi posición”. Y todos mueren y nadie tomará el trabajo. No culpe a nuestro cuerpo por eso porque debe tomar toneladas de radiación para obtener ARS. En realidad, la mayoría de los casos de ARS están relacionados con fracasos de experimentos nucleares o armas. Es más probable que tenga cáncer que el ARS.

Por otro lado, si los monitores deciden que el daño es manejable, intentarán restaurar la información correcta en el manual (ADN) y seguir operando. El proceso de reparación es, como se puede imaginar, como adivinar palabras en un libro dañado, no realizar ninguna precisión. Por lo tanto, algunos errores (los llamamos mutaciones en biología) se almacenarán en el ADN y se pasarán a las células descendientes que la célula reproducirá. Debido a que las mutaciones de ADN ocurren todo el tiempo (además del daño en el ADN causará toneladas de mutaciones, también hay otras formas que causarán mutaciones), esas mutaciones se acumularán y un día, el manual se volverá ilegible, o más probable como dije, un Manual del mal (leído como cáncer).

Como el error del ADN es su propiedad innata (en realidad también es parte del impulso de la evolución), no podemos eliminar la acumulación de errores durante nuestro gusto. Pero una cosa que vale la pena hacer es ralentizar el proceso evitando el daño al ADN. Así es como pensamos que es malo, incluso en casos no agudos.

Para responder a su pregunta más específicamente: el daño del ADN ocurre principalmente en una determinada porción de células, y por radiación, normalmente son células de la piel. El daño de una parte de las células también puede ser bastante malo, ya que si primero mata las células regenerativas de manera aguda, perderá esa parte para siempre, en segundo lugar, puede acelerar el proceso de acumulación de mutaciones (se lee “convertirse en cáncer”). No necesita todas sus células para convertirse en una célula cancerosa para contraer cáncer, una célula cancerosa viable le dará cáncer.

Obviamente, esta respuesta se desvía de mi intención de dar una respuesta breve, pero aun así, espero que les sea útil.

Comprender la radiación es comprender una parte realmente complicada de la química.

La radiación es la desintegración de los átomos, en la cual partes del átomo se desprenden y vuelan en una dirección. Hay Alfa, Beta y Gamma.

Aquí hay un enlace que describe cada tipo: hps.org

Ahora estas partículas que se desprenden son más pequeñas que los átomos, lo que significa que son más pequeñas que las moléculas y las células.

Cuando atraviesan una célula, pueden golpear moléculas en el ADN, sin mencionar que es una célula. Esto daña la codificación de la célula. Esto le sucede a una celda específica.

Digamos que la codificación de la apoptosis se daña. La célula no se suicidará cuando se le ordene, y seguirá repitiéndose, incluso si ya no tiene suficientes materiales. Digamos que la codificación de replicación se daña. Puede tener una célula que se esté replicando constantemente, incluso si aún no es necesario. Digamos que la célula tiene inmunidad, evitando que el cuerpo destruya la célula maliciosa, debido a la mutación. Ahora tienes una célula que el cuerpo no puede detener. Si estos 3 interruptores, junto con otros 10 más o menos se dañan, el cáncer es un resultado probable. La radiación puede dañar muchas células en el cuerpo, puede causar que muchas células cometan apoptosis, matando al huésped. Pero si el huésped sobrevive, puede estar esperando el cáncer.

Lo que es peor es mejor no decirlo.

La radiación no es el jugador principal en el daño a partes de la compleja actividad química de las células vivas. Reparar o lidiar con el daño es un proceso necesario y continuo. La siguiente es una descripción bastante detallada de algunas de las formas en que se reparan las moléculas más complicadas, el ADN.

El ADN está en cada célula. El riesgo es que una sola célula se vea afectada de una manera que se convierta, por ejemplo, en cancerosa y se multiplique sin control. Una mayor intensidad y una mayor duración de la exposición aumentan la probabilidad de que esto ocurra.

El mayor riesgo es para las células reproductivas, ya que una de ellas puede producir muchos óvulos o espermatozoides mutados a través de la meiosis, lo que afecta a la futura descendencia.

No daña exactamente el ADN, sino que lo altera de manera leve, lo que da paso a mutaciones y cáncer.