ultrafialové paprsky mohou také nepřímo poškodit DNA. Jak? Příběh začíná melaninem, třída sloučenin, které organismy produkují
dejte jim barvu pleti. Velký systém volně se pohybujících (delokalizovaných) elektronů, který dává melaninu jeho barvu, je také tím, co mu umožňuje absorbovat UV světlo. Melanin není jedinou sloučeninou absorbující světlo v živých věcech; chlorofyly a další jasné pigmenty v rostlinách také absorbují světlo a působí při fotosyntéze kvůli velkému počtu delokalizovaných elektronů v každé molekule. Když je melanin zasažen fotonem UV světla, jde do excitovaného stavu, kde se elektron zvýšil v energii. V chlorofylech tento vzrušený stav zahajuje řetězec reakcí, které vedou k fotosyntéze. Melanin je jiný. Místo toho, aby se stal velmi reaktivní, když je zasažen UV světlem, melanin uvolňuje extra energii jako teplo; reaguje méně než 1 z každých 1000 krát se stává vzrušený. To umožňuje melaninu chránit citlivější molekuly, jako je DNA, před UV expozicí.
občas tato ochrana nefunguje tak, jak bylo zamýšleno. Ultrafialové záření může buď způsobit melanin reagovat nebo zasáhnout molekulu, která není postavena tak, aby rozptýlit energii, jako aminokyselina. Když k tomu dojde, excitovaná molekula může vzrušit sousední atom kyslíku a přeměnit stabilní molekulu na reaktivní druh. Kyslík je mnohem méně stabilní ve svém nadšení, vyššího energetického stavu, takže to bude reagovat s proteiny nebo lipidy, které se s ní srazí v buňce, aby se jít zpět do své stabilnější, nižší energetického stavu. Ačkoli může poškodit různé molekuly v buňce, největší poškození nastane, když zasáhne DNA. Když vzrušený kyslíku hity DNA, to může způsobit na thymin guanin transverze, což znamená, že purinových guanin je nahrazen pyrimidinu thymin. Stejně jako v případě přímého poškození DNA tato mutace mění způsob, jakým je DNA přeložena do proteinu, a může být potenciálně škodlivá. Součástí toho, co činí tento typ poškození DNA obzvláště nebezpečným, je to, že je způsobeno excitovanými molekulami kyslíku, nikoli samotným UV světlem. Excitovaný kyslík má neobvykle dlouhou životnost reaktivního druhu, takže k poškození může dojít v jiných buňkách než kožních buňkách.
Poškození může také vzniknout, pokud excitovaného kyslíku srazí s molekulou peroxidu vodíku – stejné sloučeniny v domácnosti dezinfekční prostředek. Peroxid vodíku se vyrábí v mitochondriích jako vedlejší produkt buněčného dýchání. Buňka obvykle přemění peroxid na vodu, ale některé molekuly unikají tomuto procesu. Pokud excitovaný kyslík zasáhne peroxid vodíku, Peroxid se rozdělí na polovinu a vytvoří dva hydroxylové radikály. Hydroxylové radikály jsou atom vodíku vázaný na atom kyslíku nepárovým elektronem (to je to, co z něj dělá radikál). Elektrony vždy dávají přednost tomu, aby byly ve dvojicích, takže s nepárovým elektronem je sloučenina velmi reaktivní. Hydroxylový radikál se může připojit k páteři DNA (deoxyribóza), což může způsobit zlomení řetězce DNA nebo uvolnění páru bází. Oba tyto výsledky mohou být velmi škodlivé pro DNA nebo buňku.
naše těla však neleží a nepřijímají svůj osud – existuje mnoho obranných mechanismů na ochranu před škodami a jejich zmírnění. Když přímé poškození DNA spojí dva páry bází dohromady, DNA má vyboulení ve svém normálním tvaru dvojité šroubovice. Několik enzymů cestuje kolem DNA a hledá tuto abnormalitu. Když najdou takovou bouli, aktivují opravné proteiny, které vyříznou poškozenou část DNA a vloží do správných párů bází. Celý tento proces se nazývá Oprava excize nukleotidů. Účinek nepřímého poškození DNA je těžší zjistit, protože transverze nevede ke zkreslené šroubovice. Mechanismus, který opravuje tento druh poškození, se nazývá Oprava excize základny. Enzymy zvané DNA glycoslase odstranit základní dvojice ztrácejí transverze; jiné enzymy pak otevřít DNA je páteř tak, že DNA stavební enzymy mohou projít a vyplnit mezeru s správnou párů bází. Naše těla mají mechanismy, které nám dlouhodobě pomáhají. Přímé poškození DNA signalizuje produkci dalšího melaninu, takže při příštím vystavení kůže UV záření může být melaninem neškodně absorbováno více. To znamená, že kdykoli se po venku opálíte, došlo k přímému poškození DNA! Takže dejte své DNA přestávku a aplikujte opalovací krém, až se příště budete těšit na slunce!
Poznámka: nakreslil jsem obrázky, takže pokud vidíte nějaké chyby nebo chcete zobrazit další reakci,prosím, komentujte!
Agnez-Lima, Lucymara F., Julliane T. a. Melo, Acarízia e. Silva. „Poškození DNA Singletovým kyslíkem a buněčnými ochrannými mechanismy.“Mutation Research / recenze v Mutation Research 751.1 (2012): 15-28. Web.
Loft, s., a. Astrup, and H. E. Poulsen. „Oxidační poškození DNA koreluje se spotřebou kyslíku u lidí.“FASEB Journal 8.8 (1994): 534-37. Vědecká knihovna University of Chicago. Web.
Setlow, R. B. “ Cyklobutanové pyrimidinové dimery v Polynukleotidech.“Věda 153.3734 (1966): 379-6. Web.
Parrish, John a., Kurt F. Jaenicke a R. Rox Anderson. „Erytém A Melanogeneze Akční Spektra Normální Lidské Kůže.“Fotochemie a fotobiologie 36.2 (1982): 187-91. Web.