La mutabilità e la riparazione del DNA

Un basso tasso di mutazione è requisito essenziale perché il materiale genetico venga trasmesso in maniera corretta da una generazione all'altra. Infatti, un'alta frequenza di mutazione a livello della linea germinale distruggerebbe la specie, mentre, a livello delle cellule somatiche, annienterebbe il singolo individuo. D'altro canto, se il materiale genetico venisse ad essere trasmesso con assoluta fedeltà, verrebbe a mancare quella variabilità genetica necessaria all'evoluzione; una situazione incompatibile con la comparsa di nuove specie, inclusa quella umana. La vita e la biodiversità dipendono, quindi, da un giusto equilibrio tra l'insorgenza di nuove mutazioni e la capacità di ripararle. Comunque, l'inaccuratezza della replicazione del DNA e il danno chimico rappresentano le due principali fonti di danno al genoma. Per quel che concerne gli errori di replicazione, essi derivano principalmente dalla tautomerizzazione, fenomeno che rappresenta un limite nell'accuratezza dell'appaiamento delle vasi durante la sintesi del DNA. Il macchinario enzimatico deputato alla replicazione tenta di correggere l'incorporazione di nucleotidi sbagliati attraverso un meccanismo di correzione di bozze, ma a volta alcuni di essi sfuggono al controllo. Riguardo al danno chimico, il DNA è una molecola organica complessa e fragile, dotata di una limitata flessibilità, che non solo va incontro a danni spontanei, quali per esempio la perdita di basi, ma viene anche aggredita da sostanze chimiche naturali e non, o da radiazioni, capaci di rompere lo scheletro della molecola o di alterarne le basi. L'inserzione di elementi a DNA, noti come trasposoni, rappresenta la terza importante fonte di mutazioni. Tutte queste mutazioni potrebbero alterare la sequenza codificante o le regioni regolative di un gene.