Как ультрафиолетовый свет повреждает нить ДНК?

ДНК может быть самой важной молекулой в биологии. Все живые существа, от бактерий до людей, имеют ДНК в своих клетках. И форма, и функции организма определяются инструкциями, хранящимися в ДНК. Эти инструкции очень точно контролируют и направляют каждый процесс в вашем теле. Любое повреждение молекулы ДНК и, следовательно, содержащихся в ней инструкций, может привести к заболеванию.

Состав

Информация в ДНК определяется ее структурой. Молекула ДНК - это длинная цепь, состоящая из более мелких и простых молекул, связанных вместе, как звенья цепи. Четыре разные, хотя и похожие молекулы используются в качестве звеньев, составляющих цепь. Порядок, в котором эти четыре молекулы встречаются в цепи, кодирует инструкции. Хотя информация очень сложная и подробная, необходимы только четыре разных ссылки. Четыре небольшие молекулы, составляющие звенья цепи цепи ДНК, называются основаниями и включают аденин, цитозин, гуанин и тимин.

УФ-свет

Ультрафиолетовый свет, сокращенно от ультрафиолетового света, также известного как ультрафиолетовое излучение, представляет собой форму невидимого света, который несет в себе много энергии. Эта энергия может повредить ДНК. УФ - компонент солнечного света, вызывающий солнечные ожоги и загар. Его также можно создать искусственно и использовать в соляриях и кабинках. Три типа ультрафиолетового света: UVA, UVB и UVC. Самый высокий уровень энергии и самый разрушительный из них - это УФС. К счастью, атмосфера Земли блокирует УФС в солнечном свете, прежде чем он достигнет поверхности. Наиболее низкоэнергетический и наименее опасный УФ-А проникает в атмосферу, но недостаточно мощный, чтобы напрямую повредить ДНК. Лучи UVB проникают в атмосферу и обладают достаточной энергией, чтобы повредить ДНК.

Повреждать

UVA недостаточно энергичен, чтобы напрямую повредить или изменить ДНК. Однако это может способствовать образованию вредных кислородных радикалов. Кислородные радикалы могут напрямую атаковать ДНК, но также могут изменять жиры и белки таким образом, что они становятся вредными для ДНК. Считается, что это повреждение вызывает рак. УФ-А, используемый в соляриях и кроватях в помещении, вызывает этот тип повреждений и увеличивает риск рака кожи. Ущерб от УФА накапливается, поэтому большее количество загара означает больший риск. У людей, пользующихся солярием в помещении, вероятность развития рака кожи на 75 процентов выше, чем у тех, кто этого не делает.

Когда УФ-В свет попадает на нить ДНК, он вызывает изменение структуры цепи. Любое место вдоль пряди, имеющее два основания тимина подряд, уязвимо для этого повреждения. Энергия света UVB изменяет химическую связь в тимине. Измененная связь заставляет соседние основания тимина прилипать друг к другу. Эта пара связанных молекул тимина называется димером. Где бы ни образовывались эти димеры, цепь ДНК искривляется от своей нормальной формы и не может быть прочитана клеткой должным образом. Каждую секунду, когда клетка подвергается воздействию ультрафиолета B на солнечном свете, может образоваться до 100 димеров. Если в клетке накапливается слишком много димеров, она может погибнуть или стать злокачественной.

Ремонт димеров

Хотя производство димеров на цепи ДНК УФ-светом является обычным явлением, естественные процессы восстановления клетки исправляют большую часть вызываемых ими искажений достаточно быстро, чтобы избежать необратимого повреждения. Белки в клетке обнаруживают повреждение и вырезают поврежденный участок цепи ДНК, содержащий димеры. Затем недостающий сегмент заменяется правильными основаниями, и повреждение устраняется. Хотя естественные механизмы восстановления очень эффективны, димеры могут накапливаться, вызывая гибель клеток или рак.

  • Доля
instagram viewer