Come le onde Terahertz fanno a pezzi il DNA

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Come le onde Terahertz fanno a pezzi il DNA

Traduzione dell'articolo How Terahertz waves tear apart DNA pubblicato il 30 ottobre del 2009 sul sito del prestigoso MIT (Massachussets Institute of Technology).

Un nuovo modello relativo alla maniera in cui le onde terahertz interagiscono con il DNA spiega come venga causato il danno e perché è stato così difficile ottenerne la prova.

Grandi cose ci si aspetta dalle onde terahertz, radiazioni che, nello spettro elettromagnetico, sono situate tra le micro-onde ed i raggi infrarossi. Le onde terahertz passano attraverso materiali non conduttori quali i vestiti, e quindi apparecchiature video-fotografiche sensibili ad essi possono scrutare all'interno degli involucri, all'interno di edifici abitati e "perquisire" le persone a distanza.

La maniera in cui le onde terahertz vengono assorbite ed emesse può anche essere utilizzata per determinare la composizione chimica di un matriale. Ed anche se non passano molto in profondità all'interno del corpo, c'è una grande speranza che tali onde possano essere utilizzate per identificare tumori prossimi alla superficie epidermica.

Con tutto queste potenzialità, non c'è da meravigliarsi che la ricerca sulle onde terahertz sia esplosa negli ultimi 10 anni circa.

Ma cosa possiamo dire degli effetti sulla salute delle onde terahertz? Ad un primo sguardo è facile escludere qualsiasi ipotesi che possano essere dannose. I fotoni terahertz non sono abbastanza energetici da spezzare i legami chimici per ionizzare atomi o molecole, il motivo principale per il quale fotoni maggiormente energetici come quelli dei raggi X e dei raggi ultravioletti sono così nocivi per noi. Ma ci potrebbe essere un altro meccanismo che entra in funzione?

Le prove che la radiazione delle onde terahertz danneggi i sistemi biologici sono incerte. "Alcuni studi hanno riportato un significativo danneggiamento cellulare mentre altri, sebbene fossero similari, non ne hanno mostrato alcuno," afferma Boian Alexandrov al Centro per gli Studi Nonlineari (Center for Nonlinear Studies) del Laboratorio Nazionale del New Mexico (Los Alamos National Laboratory) assieme a pochi suoi collaboratori. Ora questi uomini pensano di sapere il perché.

Alexandrov ed i suoi colleghi hanno creato un modello per indagare come i campi di onde terahertz interagiscano con il DNA a doppia elica e quello che hanno trovato è notevole. Essi affermano che sebbene le forze generate siano piccole, effetti di risonanza permettono alle onde Terahertz di aprire il DNA a doppia elica, creando bolle nella doppia elica che potrebbero significativamente interferire con processi quali l'espressione del gene e la replicazione del DNA. Questa è una conclusione che lascia a bocca aperta.

E spiega anche perché la prova è stata così difficile da ottenere. Effetti di risonanza ordinari non sono abbastanza potenti da causare tale tipo di danno ma le risonanze nonlineari possono farlo. Tali instabilità nonlineari si originano molto meno facilmente, il che spiega perchè il tipo di effetti di dannegiamento genetico delle onde terahertz siano probabilistici piuttosto che deterministici, affema il team [del Los Alamos National Laboratory - N.d.T.].

Questo dovrebbe creare un grosso scompiglio. Naturalmente le onde terahertz fanno parte dell'ambiente naturale, al pari della luce visibile e della luce infrarossa. Ma una nuova generazione di apparecchiature video-fotografiche non solo registrano le onde terahertz ma ci bombardano con esse. E se la nostra esposizione viene incrementata, la domanda che richiede urgenti risposte è quale sia il livello sicuro di esposizione alle onde terahertz.

Reference: arxiv.org/abs/0910.5294: DNA Breathing Dynamics in the Presence of a Terahertz Field

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‘Lai H, Singh NP. “Single and double-strand DNA breaks in rat brain cells after acute exposure to radiofrequency electromagnetic radiation.” (rotture del DNA a singola e doppia elica delle cellule cerebrali dai topi esposti a radiazioni elettromagnetiche nel campo delle radiofrequenze) Int J Radiat Biol. 1996 Apr;69(4):513-21.’

Pubblicato da corrado modello giuditta