Aprofundint en els mecanismes de protecció de l’ADN enfront la llum UV

L’ADN és una molècula molt especial, ja que, com és ben conegut, conté la informació necesària per al funcionament dels organismes vius. A diferència de la majoria de molècules, per exemple, l’ADN és capaç de dissipar ràpidament en forma de calor la llum ultraviolada (UV) que absorveix, en escales de temps de l’ordre de picosegons (una 1.000.000.000.000 fracció de segon). Això permet reduïr de forma dràstica (tot i que no completament) la possibilitat que aquesta energia pugui donar lloc a reaccions fotoquímiques nocives, com la dimerització de la timina, la qual introdueix mutacions canceroses que poden donar lloc a càncers de pell com el melanoma.

Fa un parell d’anys, investigadors de la Universitat de Hong Kong van demostrar, mitjançant tècniques d’espectroscopia làser ultrarràpida, que aquesta lesió pot aparèixer a l’ADN només 140 picosegons després de captar la llum a través d’estats electrònics excitats de tipus triplet. Els estats triplet caracteritzen, per exemple, l’emissió de llum en compostos fosforescents. Tot i això, fins ara es desconeixia si la lesió s’hauria de produir al punt inicial d’absorció de llum, o si pel contrari l’energia absorbida té temps suficient per a migrar i donar lloc a lesions en altres zones de l’ADN. Aquesta capacitat de migració de l’energia a escala molecular, un procés mecano-cuàntic anomenat transferència d’energia electrònica, és usada, per exemple, per la maquinària fotosintètica de les plantes per a transportar ràpidament l’energia solar, evitant així que aquesta es perdi en forma de calor, tot just l’efecte contrari que busca l’ADN.

En un estudi publicat recentment a la prestigiosa revista Angewandte Chemie International Edition, els investigadors Carles Curutchet i Alexander Voityuk, de l’Institut de Química Computacional de la Universitat de Girona, han estimat per primera vegada la velocitat d’aquest tipus de reaccions en l’ADN mitjançant simulacions per ordinador,  ja que aquestes són difícilment observables experimentalment. Els resultats suggereixen que la migració d’energia té lloc en escales de temps de nanosegons (equivalent a 1.000 picosegons, o una 1.000.000.000 fracció de segon). Això indicaria, doncs, que la migració és més lenta que la reacció de dimerització de la timina, de forma que les lesions a l’ADN s’haurien de produir en el punt inicial de captura de llum UV.