Cum dăunează lumina UV firul ADN?

ADN-ul poate fi cea mai importantă moleculă din biologie. Toate ființele vii, de la bacterii la oameni, au ADN în celulele lor. Atât forma, cât și funcția unui organism sunt determinate de instrucțiunile stocate în ADN. Fiecare proces din corpul vostru este controlat și dirijat de aceste instrucțiuni într-un mod foarte precis. Orice deteriorare a moleculei ADN și, prin urmare, instrucțiunile pe care le conține, pot duce la boli.

Informațiile din ADN sunt determinate de structura sa. Molecula de ADN este o catenă lungă formată din molecule mai mici, mai simple, legate între ele, precum verigile unui lanț. Patru molecule diferite, deși similare, sunt folosite ca verigi pentru a alcătui lanțul. Ordinea în care aceste patru molecule apar de-a lungul lanțului codifică instrucțiunile. Deși informațiile sunt foarte complexe și detaliate, sunt necesare doar patru linkuri diferite. Cele patru molecule mici care alcătuiesc legăturile lanțului catenei ADN se numesc baze și includ adenină, citozină, guanină și timină.

Lumina UV, prescurtare a luminii ultraviolete, cunoscută și sub numele de radiații ultraviolete, este o formă de lumină invizibilă care transportă multă energie. Această energie poate deteriora ADN-ul. UV este componenta luminii solare care provoacă arsuri solare și bronzare. De asemenea, poate fi creat artificial și este utilizat în paturi și cabine de bronzat. Cele trei tipuri de lumină UV sunt UVA, UVB și UVC. Cea mai mare energie, cea mai dăunătoare dintre acestea este UVC. Din fericire, atmosfera Pământului blochează UVC în lumina soarelui înainte de a ajunge la suprafață. Cea mai mică energie, UVA cel mai puțin periculoasă pătrunde în atmosferă, dar nu este suficient de puternică pentru a deteriora ADN-ul direct. Razele UVB pătrund ambele în atmosferă și posedă suficientă energie pentru a deteriora ADN-ul.

UVA nu este suficient de energic pentru a deteriora sau modifica ADN-ul direct. Cu toate acestea, poate ajuta la formarea radicalilor nocivi de oxigen. Radicalii de oxigen pot ataca ADN-ul direct, dar pot modifica și grăsimile și proteinele într-un mod care le face dăunătoare ADN-ului. Se consideră că aceste daune sunt cauzatoare de cancer. UVA-ul utilizat în cabine și paturi de bronzare interioare provoacă acest tip de daune și crește riscul de cancer de piele. Deteriorarea UVA este cumulativă, deci mai multă bronzare înseamnă mai mult risc. Persoanele care folosesc bronzarea interioară sunt cu 75 la sută mai predispuse să dezvolte cancer de piele decât cei care nu.

Când lumina UVB lovește firul de ADN, provoacă o schimbare a structurii lanțului. Orice loc de-a lungul firului care are două baze de timină la rând este vulnerabil la această pagubă. Energia luminii UVB modifică o legătură chimică în timină. Legătura modificată face ca bazele vecine de timină să se lipească una de alta. Această pereche de molecule de timină lipite împreună se numește dimer. Oriunde s-au format acești dimeri, firul ADN este îndoit de forma sa normală și nu poate fi citit corect de celulă. În fiecare secundă o celulă este expusă la UVB în lumina soarelui poate provoca crearea a până la 100 de dimeri. Dacă o celulă acumulează prea mulți dimeri, aceasta poate muri sau deveni canceroasă.

Deși producția de dimeri pe firul ADN de către lumina UV este obișnuită, procesele naturale de reparare a celulei corectează cea mai mare parte a distorsiunii pe care o provoacă suficient de repede pentru a evita deteriorarea permanentă. Proteinele din celulă detectează deteriorarea și decupează secțiunea deteriorată a catenei de ADN care conține dimerii. Segmentul lipsă este apoi înlocuit cu bazele corecte și daunele sunt reparate. Deși mecanismele naturale de reparare sunt foarte eficiente, dimerii se pot acumula, provocând moartea celulelor sau cancerul.