ДНК може бути найважливішою молекулою в біології. У всіх живих істотах, від бактерій до людини, в клітинах є ДНК. Як форма, так і функції організму визначаються інструкціями, що зберігаються в ДНК. Ці інструкції дуже точно контролюють і керують кожним процесом у вашому тілі. Будь-яке пошкодження молекули ДНК, а отже і інструкції, які вона містить, можуть призвести до хвороби.
Структура
Інформація в ДНК визначається її структурою. Молекула ДНК - це довга нитка, що складається з менших, простіших молекул, з’єднаних між собою, як ланки ланцюга. Чотири різні, хоча і подібні, молекули використовуються як ланки для складання ланцюга. Порядок, у якому ці чотири молекули відбуваються уздовж ланцюга, кодує інструкції. Хоча інформація дуже складна і детальна, потрібні лише чотири різні посилання. Чотири маленькі молекули, що складають ланки ланцюга ланцюга ДНК, називаються основами і включають аденін, цитозин, гуанін та тимін.
УФ-світло
УФ-світло, скорочене від ультрафіолету, також відоме як ультрафіолетове випромінювання, - це вид невидимого світла, який несе багато енергії. Ця енергія може пошкодити ДНК. УФ - це компонент сонячного світла, який спричиняє сонячні опіки та засмаги. Він також може бути створений штучно, і використовується в соляріях та кабінках. Три типи УФ-світла: UVA, UVB та UVC. Найвища енергія, найбільш шкідлива з них - UVC. На щастя, атмосфера Землі блокує УФЧ під сонячним світлом до того, як він досягне поверхні. Найменш енергетична, найменш небезпечна УФА проникає в атмосферу, але недостатньо потужна, щоб безпосередньо пошкодити ДНК. Ультрафіолетові промені як проникають в атмосферу, так і мають достатньо енергії, щоб пошкодити ДНК.
Пошкодження
UVA недостатньо енергійний, щоб безпосередньо пошкодити або змінити ДНК. Однак це може сприяти утворенню шкідливих кисневих радикалів. Кисневі радикали можуть безпосередньо атакувати ДНК, але також можуть змінювати жири та білки таким чином, що роблять їх шкідливими для ДНК. Вважається, що ця шкода викликає рак. UVA, що застосовується в закритих кабінах для засмаги та ліжках, спричиняє такий тип пошкодження та збільшує ризик раку шкіри. Пошкодження UVA накопичувальне, тому більше засмаги означає більший ризик. Люди, які використовують засмагу в приміщенні, на 75 відсотків частіше хворіють на рак шкіри, ніж ті, хто цього не робить.
Коли УФ-світло потрапляє на ланцюг ДНК, це спричиняє зміну структури ланцюга. Будь-яке місце вздовж нитки, яке має дві основи тиміну поспіль, вразливе до цієї шкоди. Енергія світла UVB змінює хімічний зв’язок у тиміні. Змінений зв’язок змушує сусідні основи тиміну злипатися одна з одною. Цю пару склеєних молекул тиміну називають димером. Скрізь, де утворюються ці димери, ланцюг ДНК вигинається від своєї нормальної форми, і клітина не може належним чином зчитати її. Щосекунди клітина, яка потрапляє під дію UVB під сонячним світлом, може спричинити утворення до 100 димерів. Якщо клітина накопичує занадто багато димерів, вона може загинути або стати раковою.
Ремонт димерів
Незважаючи на те, що утворення димерів на нитці ДНК ультрафіолетовим світлом є загальним явищем, природні процеси відновлення клітини виправляють більшість спотворень, які вони викликають, досить швидко, щоб уникнути постійних пошкоджень. Білки в клітині виявляють пошкодження і вирізають пошкоджену ділянку ланцюга ДНК, що містить димери. Потім відсутній сегмент замінюється правильними основами, а пошкодження відновлюється. Хоча природні механізми відновлення дуже ефективні, димери все ще можуть накопичуватися, спричинюючи загибель клітин або рак.
