La radiación puede dañar la doble hélice del ADN, produciendo una amplia variedad de daños, que van desde neutralizar una o más de las bases del ADN conocidas por las letras A, T, G y C (que forman los enlaces entre las dos hebras de la doble hélice) hasta romper una o ambas hebras.
Todos esos daños pueden resultar en una incapacidad crítica de la molécula para realizar su función principal, indicar a las células qué proteínas deben fabricar. Eso puede llevar a un crecimiento celular fuera de control (el cáncer) o a la muerte.
Con frecuencia, las células pueden reparar el ADN dañado por la radiación, utilizando enzimas especializadas para cortar y remendar los segmentos dañados. Pero los daños causados por las partículas ionizantes parecen ser más difíciles de reparar que los causados por las formas de radiación con energías menores, como los rayos X y los rayos gamma.
Durante mucho tiempo, los científicos han supuesto que la razón para esta diferencia era que las partículas ionizantes de altas energías causaban un daño más complejo, que contenía muchas lesiones cercanas entre sí en el ADN, lo que hacía la reparación más lenta y menos exacta. La técnica desarrollada por Sutherland y Paap les permitió comprobar esta hipótesis.
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