Hur skadar UV-ljus DNA-strängen?

DNA kan vara den enskilt viktigaste molekylen i biologin. Alla levande saker, från bakterier till människor, har DNA i sina celler. Både organismens form och funktion bestäms av instruktioner lagrade i DNA. Varje process i din kropp styrs och styrs av dessa instruktioner på ett mycket exakt sätt. Eventuell skada på DNA-molekylen, och därför instruktionerna den innehåller, kan leda till sjukdom.

Informationen i DNA bestäms av dess struktur. DNA-molekylen är en lång sträng som består av mindre, enklare molekyler kopplade ihop, som länkarna i en kedja. Fyra olika, men likartade, molekyler används som länkar för att bilda kedjan. Ordningen i vilken dessa fyra molekyler uppträder längs kedjan kodar instruktionerna. Även om informationen är mycket komplex och detaljerad behövs bara fyra olika länkar. De fyra små molekylerna som utgör länkarna i DNA-strängens kedja kallas baser och inkluderar adenin, cytosin, guanin och tymin.

UV-ljus, kort för ultraviolett ljus, även känt som ultraviolett strålning, är en form av osynligt ljus som bär mycket energi. Denna energi kan skada DNA. UV är den del av solljus som orsakar solbränna och solbränna. Den kan också skapas konstgjort och används i solarium och bås. De tre typerna av UV-ljus är UVA, UVB och UVC. Den högsta energin, mest skadlig av dessa, är UVC. Lyckligtvis blockerar jordens atmosfär UVC i solljus innan den når ytan. Den lägsta energin, minst farliga UVA, tränger igenom atmosfären men är inte tillräckligt kraftfull för att skada DNA direkt. UVB-strålar tränger både in i atmosfären och har tillräckligt med energi för att skada DNA.

UVA är inte energiskt nog för att skada eller förändra DNA direkt. Det kan dock bidra till att bilda skadliga syreradikaler. Syreradikaler kan angripa DNA direkt, men kan också förändra fetter och proteiner på ett sätt som gör dem skadliga för DNA. Denna skada anses vara cancerframkallande. UVA som används i solarium och sängar inomhus orsakar denna typ av skada och ökar risken för hudcancer. UVA-skador är kumulativa, så mer garvning innebär mer risk. Människor som använder garvning inomhus är 75 procent mer benägna att utveckla hudcancer än de som inte gör det.

När UVB-ljus träffar DNA-strängen orsakar det en förändring i kedjans struktur. Varje plats längs strängen som har två tyminbaser i rad är sårbar för denna skada. UVB-ljusets energi förändrar en kemisk bindning i tyminen. Den förändrade bindningen får de angränsande tyminbaserna att hålla fast vid varandra. Detta par sammanfogade tyminmolekyler kallas dimer. Varhelst dessa dimerer bildas är DNA-strängen böjd från sin normala form och kan inte läsas ordentligt av cellen. Varje sekund som en cell exponeras för UVB i solljus kan det orsaka upp till 100 dimerer. Om en cell ackumuleras för många dimerer kan den dö eller bli cancer.

Även om produktionen av dimerer på DNA-strängen med UV-ljus är vanlig, korrigerar cellens naturliga reparationsprocesser det mesta av den förvrängning som de orsakar tillräckligt snabbt för att undvika permanent skada. Proteiner i cellen upptäcker skadan och skär ut den skadade delen av DNA-strängen som innehåller dimererna. Det saknade segmentet ersätts sedan med rätt baser och skadan repareras. Även om de naturliga reparationsmekanismerna är mycket effektiva kan dimerer fortfarande ackumuleras och orsaka celldöd eller cancer.