Estudo ajuda a entender como a radiação ionizante danifica o DNA

A radiação ionizante (como, por exemplo, os raios X) em altas doses pode danificar o DNA presente no núcleo celular – algo que pode tanto levar ao desenvolvimento de câncer em humanos como ser explorado para matar células cancerígenas. Esse dano ao DNA se dá por meio de dois mecanismos: um direto, em que a partícula ionizante impacta fisicamente a molécula, e outro indireto, em que espécies químicas produzidas pela radiólise da água (quebra das ligações de hidrogênio entre moléculas de H2O) atacam os ácidos nucleicos.

Em trabalho publicado no International Journal of Molecular Sciences, pesquisadores brasileiros investigaram esse segundo mecanismo. O objetivo foi entender como um tipo de radical livre – chamado radical hidroxila (OH) – afeta o nucleotídeo guanina, causando a dissociação dessa molécula.

A guanina (G) é uma das bases nitrogenadas que formam os nucleotídeos constituintes das moléculas de DNA e RNA, assim como a adenina (A), a citosina (C) e a timina (T).

Para estudar esse mecanismo, o grupo recorreu ao método da Teoria Funcional da Densidade Dependente do Tempo – que é parte da mecânica quântica e permite descrever propriedades eletrônicas na física do estado sólido, química quântica, ciência dos materiais, bioquímica, biologia, nanossistemas e sistemas em escala atômica.

Os pesquisadores concluíram que a abstração de hidrogênio foi exitosa em ataques a diferentes átomos de oxigênio, dissociando o DNA em três fragmentos principais: o grupo fosfato, o açúcar desoxirribose e a base nitrogenada. Segundo os autores, os cálculos descritos no artigo podem ser uma referência para ajustar campos de força reativos para que estruturas mais complexas de DNA possam ser estudadas usando dinâmica molecular clássica, incluindo danos diretos e indiretos ao DNA.

O trabalho envolveu pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – e do Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas (IFGW-Unicamp). Recebeu financiamento da FAPESP por meio de três projetos (18/15316-7, 20/08647-7 e 15/21873-8).

O artigo A TD-DFT-Based Study on the Attack of the OH· Radical on a Guanine Nucleotide pode ser lido em: www.mdpi.com/1422-0067/23/17/10007.

* Com informações do CDMF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão da FAPESP.