Los rayos ultravioleta también pueden dañar el ADN indirectamente. ¿Cómo? La historia comienza con la melanina, una clase de compuestos que los organismos producen que
dale color a su piel. El gran sistema de electrones deslocalizados que dan color a la melanina es también lo que le permite absorber la luz UV. La melanina no es el único compuesto que absorbe la luz en los seres vivos; las clorofilas y otros pigmentos brillantes en las plantas también absorben la luz, actuando en la fotosíntesis debido al gran número de electrones deslocalizados en cada molécula. Cuando la melanina es golpeada por un fotón de luz UV, entra en un estado excitado, donde un electrón ha aumentado en energía. En las clorofilas, este estado excitado inicia la cadena de reacciones que da lugar a la fotosíntesis. La melanina es diferente. En lugar de volverse muy reactivo cuando es golpeado por la luz UV, la melanina libera la energía adicional en forma de calor; reacciona menos de 1 de cada 1000 veces que se excita. Esto permite que la melanina proteja las moléculas más sensibles, como el ADN, de la exposición a los rayos UV.
Ocasionalmente, esta protección no funciona según lo previsto. La radiación ultravioleta puede hacer que la melanina reaccione o impacte en una molécula que no está construida para disipar la energía, como un aminoácido. Cuando esto sucede, la molécula excitada puede excitar un átomo de oxígeno adyacente, convirtiendo la molécula estable en una especie reactiva. El oxígeno es mucho menos estable en su estado excitado y de mayor energía, por lo que reaccionará con cualquier proteína o lípidos con los que choque en la célula para volver a su estado más estable y de menor energía. Aunque puede dañar varias moléculas en la célula, el mayor daño ocurre cuando golpea el ADN. Cuando un oxígeno excitado golpea el ADN, puede causar una trasversación de guanina a timina, lo que significa que la guanina purina es reemplazada por la timina pirimidina. Como en el caso del daño directo al ADN, esta mutación altera la forma en que el ADN se traduce en una proteína y puede ser potencialmente dañina. Parte de lo que hace que este tipo de daño al ADN sea particularmente peligroso es que es causado por moléculas de oxígeno excitadas, no por la luz UV en sí. El oxígeno excitado tiene una vida útil inusualmente larga para una especie reactiva, por lo que el daño puede ocurrir en células que no sean células de la piel.
El daño también puede surgir si el oxígeno excitado choca con una molécula de peróxido de hidrógeno, el mismo compuesto en el desinfectante doméstico. El peróxido de hidrógeno se produce en las mitocondrias como un subproducto de la respiración celular. La célula generalmente convierte el peróxido en agua, pero algunas moléculas escapan de este proceso. Si un oxígeno excitado golpea el peróxido de hidrógeno, el peróxido se divide por la mitad y forma dos radicales hidroxilo. Los radicales hidroxilo son un átomo de hidrógeno unido a un átomo de oxígeno con un electrón no emparejado (esto es lo que lo convierte en un radical). Los electrones siempre prefieren estar en pares, por lo que tener un electrón sin pareja hace que un compuesto sea muy reactivo. El radical hidroxilo puede unirse a la columna vertebral del ADN (desoxirribosa), lo que puede hacer que la cadena de ADN se rompa o que se libere un par de bases. Ambos resultados pueden ser muy dañinos para el ADN o la célula.
Nuestros cuerpos, sin embargo, no se acuestan y aceptan su destino: existen numerosos mecanismos de defensa para proteger y mitigar el daño. Cuando el daño directo del ADN fusiona dos pares de bases, el ADN tiene una protuberancia en su forma normal de doble hélice. Varias enzimas viajan alrededor del ADN en busca de esta anomalía. Cuando encuentran tal protuberancia, activan proteínas de reparación que cortan la parte dañada del ADN y colocan los pares de bases correctos. Todo este proceso se denomina reparación por escisión de nucleótidos. El efecto del daño indirecto al ADN es más difícil de detectar porque la transversalidad no resulta en una hélice distorsionada. El mecanismo que repara este tipo de daño se llama reparación de escisión de base. Las enzimas llamadas ADN glicoslasa eliminan un par de bases extraviadas por transversión; otras enzimas abren la columna vertebral del ADN para que las enzimas que construyen el ADN puedan atravesar y llenar el espacio con el par de bases correcto. Nuestros cuerpos tienen mecanismos que también nos ayudan a largo plazo. El daño directo al ADN indica la producción de melanina adicional, de modo que la próxima vez que la piel se exponga a la luz UV, la melanina puede absorber más sin causar daños. Esto significa que cada vez que te bronceas más después de estar afuera, ¡hubo daño directo al ADN! Así que dele un respiro a su ADN y aplique protector solar la próxima vez que disfrute del sol.
Nota: Hice los dibujos, así que si ve algún error o desea que se muestre otra reacción, ¡comente!
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