Bagaimana Sinar UV Merusak Untaian DNA?

DNA mungkin merupakan satu-satunya molekul terpenting dalam biologi. Semua makhluk hidup, dari bakteri hingga manusia, memiliki DNA di dalam selnya. Baik bentuk maupun fungsi suatu organisme ditentukan oleh instruksi yang tersimpan dalam DNA. Setiap proses dalam tubuh Anda dikendalikan dan diarahkan oleh instruksi ini dengan cara yang sangat tepat. Setiap kerusakan pada molekul DNA, dan karena itu instruksi yang dikandungnya, dapat menyebabkan penyakit.

Informasi dalam DNA ditentukan oleh strukturnya. Molekul DNA adalah untaian panjang yang terdiri dari molekul yang lebih kecil dan lebih sederhana yang dihubungkan bersama, seperti mata rantai. Empat molekul yang berbeda, meskipun serupa, digunakan sebagai penghubung untuk membentuk rantai. Urutan di mana keempat molekul ini terjadi di sepanjang rantai mengkodekan instruksi. Meskipun informasinya sangat kompleks dan terperinci, hanya empat tautan berbeda yang diperlukan. Empat molekul kecil yang membentuk tautan rantai untai DNA disebut basa dan termasuk adenin, sitosin, guanin, dan timin.

Sinar UV, kependekan dari sinar ultraviolet, juga dikenal sebagai radiasi ultraviolet, adalah bentuk cahaya tak terlihat yang membawa banyak energi. Energi ini dapat merusak DNA. UV adalah komponen sinar matahari yang menyebabkan sunburns dan suntans. Itu juga dapat dibuat secara artifisial, dan digunakan di tempat tidur penyamakan dan bilik. Tiga jenis sinar UV adalah UVA, UVB, dan UVC. Energi tertinggi, yang paling merusak adalah UVC. Untungnya, atmosfer bumi menghalangi UVC di bawah sinar matahari sebelum mencapai permukaan. Energi terendah, UVA paling tidak berbahaya memang menembus atmosfer, tetapi tidak cukup kuat untuk merusak DNA secara langsung. Sinar UVB menembus atmosfer dan memiliki energi yang cukup untuk merusak DNA.

UVA tidak cukup energik untuk merusak atau mengubah DNA secara langsung. Ini dapat membantu menyebabkan pembentukan radikal oksigen berbahaya. Radikal oksigen dapat menyerang DNA secara langsung, tetapi juga dapat mengubah lemak dan protein dengan cara yang membuat mereka berbahaya bagi DNA. Kerusakan ini dianggap sebagai penyebab kanker. UVA yang digunakan di tempat penyamakan kulit dalam ruangan dan tempat tidur menyebabkan jenis kerusakan ini, dan meningkatkan risiko kanker kulit. Kerusakan UVA bersifat kumulatif, jadi lebih banyak penyamakan berarti lebih banyak risiko. Orang yang menggunakan tanning dalam ruangan 75 persen lebih mungkin terkena kanker kulit dibandingkan mereka yang tidak.

Ketika sinar UVB mengenai untai DNA, itu menyebabkan perubahan struktur rantai. Setiap tempat di sepanjang untai yang memiliki dua basa timin berturut-turut rentan terhadap kerusakan ini. Energi sinar UVB mengubah ikatan kimia dalam timin. Ikatan yang berubah menyebabkan basa timin yang berdekatan saling menempel. Sepasang molekul timin yang saling menempel ini disebut dimer. Di mana pun dimer ini terbentuk, untai DNA bengkok dari bentuk normalnya, dan tidak dapat dibaca dengan baik oleh sel. Setiap detik sel terkena UVB di bawah sinar matahari dapat menyebabkan penciptaan hingga 100 dimer. Jika sel menumpuk terlalu banyak dimer, sel tersebut dapat mati atau menjadi kanker.

Meskipun produksi dimer pada untai DNA oleh sinar UV adalah umum, proses perbaikan alami sel mengoreksi sebagian besar distorsi yang ditimbulkannya dengan cukup cepat untuk menghindari kerusakan permanen. Protein dalam sel mendeteksi kerusakan dan memotong bagian rusak dari untai DNA yang mengandung dimer. Segmen yang hilang kemudian diganti dengan alas yang benar dan kerusakan diperbaiki. Meskipun mekanisme perbaikan alami sangat efisien, dimer masih dapat menumpuk, menyebabkan kematian sel atau kanker.