Hvordan beskadiger UV-lys DNA-strengen?

DNA kan være det vigtigste molekyl i biologi. Alle levende ting, fra bakterier til mennesker, har DNA i deres celler. Både form og funktion af en organisme bestemmes af instruktioner lagret i DNA'et. Hver proces i din krop styres og styres af disse instruktioner på en meget præcis måde. Enhver skade på DNA-molekylet, og derfor instruktionerne, det indeholder, kan føre til sygdom.

Struktur

Oplysningerne i DNA bestemmes af dets struktur. DNA-molekylet er en lang streng bestående af mindre, enklere molekyler, der er sammenknyttet, som lænker i en kæde. Fire forskellige, men lignende, molekyler bruges som link til at sammensætte kæden. Ordren, hvori disse fire molekyler forekommer langs kæden, koder for vejledningen. Selvom oplysningerne er meget komplekse og detaljerede, er der kun brug for fire forskellige links. De fire små molekyler, der udgør forbindelserne i DNA-strengens kæde, kaldes baser og omfatter adenin, cytosin, guanin og thymin.

UV-lys

UV-lys, kort til ultraviolet lys, også kendt som ultraviolet stråling, er en form for usynligt lys, der bærer meget energi. Denne energi kan skade DNA. UV er den komponent i sollys, der forårsager solbrændinger og solbrændinger. Det kan også skabes kunstigt og bruges i solsenge og kabiner. De tre typer af UV-lys er UVA, UVB og UVC. Den højeste energi, mest skadelige for disse er UVC. Heldigvis blokerer jordens atmosfære UVC i sollys, før det når overfladen. Den laveste energi, mindst farlig UVA trænger ind i atmosfæren, men er ikke stærk nok til at skade DNA direkte. UVB stråler både trænger ind i atmosfæren og har tilstrækkelig energi til at skade DNA.

UVA er ikke energisk nok til at beskadige eller ændre DNA direkte. Det kan dog medføre dannelse af skadelige iltradikaler. Oxygenradikaler kan angribe DNA direkte, men kan også ændre fedt og proteiner på en måde, der gør dem skadelige for DNA. Denne skade anses for at være kræftfremkaldende. UVA'en, der anvendes i indendørs garvningskabiner og senge, forårsager denne type skader og øger risikoen for hudkræft. UVA-skader er kumulative, så mere garvning betyder mere risiko. Folk, der bruger indendørs garvning, er 75 procent mere tilbøjelige til at udvikle hudkræft, end dem der ikke gør.

Når UVB lys rammer DNA-strengen, forårsager det en ændring i kædenes struktur. Ethvert sted langs strengen, der har to thyminbaser i træk, er sårbart for denne skade. Energien i UVB-lyset ændrer en kemisk binding i tyminen. Den ændrede binding får de nærliggende thyminbaser til at holde sig til hinanden. Dette par af fastholdte thymmolekyler kaldes en dimer. Hvor disse dimere dannes, bøjes DNA-strengen fra sin normale form og kan ikke læses ordentligt af cellen. Hvert sekund en celle udsættes for UVB i sollys kan forårsage oprettelsen af ​​op til 100 dimere. Hvis en celle ophobes for mange dimere, kan den dø eller blive kræft.

Dimer Repair

Selv om produktionen af ​​dimerer på DNA-strengen ved UV-lys er almindelig, er de naturlige reparationsprocesser af celle korrigerer det meste af den forvrængning, de forårsager hurtigt nok til at undgå permanent skade. Proteiner i cellen registrerer skaden og skærer den beskadigede del af DNA-strengen, som indeholder dimerne. Det manglende segment erstattes derefter med de korrekte baser, og skaden repareres. Selvom de naturlige reparationsmekanismer er meget effektive, kan dimere stadig akkumulere, hvilket forårsager celledød eller kræft.