DNA voi olla tärkein yksittäinen molekyyli biologiassa. Kaikilla elävillä aineilla bakteereista ihmisiin on DNA soluissa. Sekä organismin muoto että toiminta määritetään DNA: han tallennetuilla ohjeilla. Jokaista kehosi prosessia ohjataan ja ohjataan näiden ohjeiden avulla hyvin tarkalla tavalla. Kaikki DNA-molekyylin vauriot ja siten sen sisältämät ohjeet voivat johtaa sairauteen.
Rakenne
DNA: n tiedot määräytyvät sen rakenteen perusteella. DNA-molekyyli on pitkä juoste, joka koostuu pienemmistä, yksinkertaisemmista molekyyleistä, jotka on kytketty toisiinsa, kuten ketjun linkit. Neljä erilaista, tosin samanlaista molekyyliä käytetään linkkinä ketjun muodostamiseen. Järjestys, jossa nämä neljä molekyyliä esiintyvät ketjussa, koodaa käskyt. Vaikka tiedot ovat hyvin monimutkaisia ja yksityiskohtaisia, tarvitaan vain neljä erilaista linkkiä. Neljä pientä molekyyliä, jotka muodostavat DNA-juosteen ketjun linkit, kutsutaan emäksiksi, ja niihin sisältyvät adeniini, sytosiini, guaniini ja tymiini.
UV-valo
UV-valo, lyhyt ultraviolettivalolle, joka tunnetaan myös nimellä ultraviolettisäteily, on näkymättömän valon muoto, joka kuljettaa paljon energiaa. Tämä energia voi vahingoittaa DNA: ta. UV on auringonvalon komponentti, joka aiheuttaa auringonpolttamia ja rusketuksia. Se voidaan myös luoda keinotekoisesti, ja sitä käytetään solariumissa ja kopeissa. Kolme UV-valotyyppiä ovat UVA, UVB ja UVC. Suurin energia, vahingollisin näistä on UVC. Onneksi maapallon ilmakehä estää UVC: n auringonvalossa ennen kuin se saavuttaa pinnan. Pienin energia, vähiten vaarallinen UVA tunkeutuu ilmakehään, mutta ei ole tarpeeksi voimakas vahingoittamaan DNA: ta suoraan. UVB-säteet tunkeutuvat ilmakehään ja niillä on riittävästi energiaa vahingoittamaan DNA: ta.
Vahingoittaa
UVA ei ole tarpeeksi energinen vahingoittamaan tai muuttamaan DNA: ta suoraan. Se voi kuitenkin aiheuttaa haitallisten happiradikaalien muodostumista. Happiradikaalit voivat hyökätä suoraan DNA: ta vastaan, mutta voivat myös muuttaa rasvoja ja proteiineja tavalla, joka tekee niistä haitallisia DNA: lle. Tämän vahingon uskotaan aiheuttavan syöpää. Sisäisissä solariumissa ja sängyissä käytetty UVA aiheuttaa tämän tyyppisiä vaurioita ja lisää ihosyövän riskiä. UVA-vauriot ovat kumulatiivisia, joten suurempi parkitus tarkoittaa enemmän riskiä. Sisätiloissa parkitusta käyttävät ihmiset sairastavat 75 prosenttia todennäköisemmin ihosyöpää kuin ne, jotka eivät.
Kun UVB-valo osuu DNA-säikeeseen, se aiheuttaa muutoksen ketjun rakenteessa. Mikä tahansa paikka säikeellä, jolla on kaksi tymiiniemästä peräkkäin, on alttiina tälle vahingolle. UVB-valon energia muuttaa kemiallista sidosta tymiinissä. Muuttunut sidos saa vierekkäiset tymiiniemäkset tarttumaan toisiinsa. Tätä toisiinsa tarttunutta tymiinimolekyyliparia kutsutaan dimeeriksi. Missä tahansa nämä dimeerit muodostuvat, DNA-juoste on taipunut normaalista muodostaan, eikä solu pysty lukemaan sitä kunnolla. Joka sekunti solu altistuu UVB: lle auringonvalossa, mikä voi aiheuttaa jopa 100 dimeerin muodostumisen. Jos soluun kertyy liikaa dimeerejä, se voi kuolla tai tulla syöpään.
Dimeerin korjaus
Vaikka dimeerien tuotanto DNA-juosteessa UV-valolla on yleistä, solun luonnolliset korjausprosessit korjaavat suurimman osan vääristymistä riittävän nopeasti pysyvien vaurioiden välttämiseksi. Solun proteiinit havaitsevat vauriot ja leikkaavat dimeerejä sisältävän DNA-juosteen vaurioituneen osan. Puuttuva segmentti korvataan sitten oikeilla alustoilla ja vauriot korjataan. Vaikka luonnolliset korjausmekanismit ovat erittäin tehokkaita, dimeerit voivat silti kerääntyä aiheuttaen solukuoleman tai syövän.
