Comstock/Stockbyte/Getty Images

DNA is de hoeksteen van het leven en bevat de precieze instructies die de vorm en functie van elk organisme bepalen – van de eenvoudigste bacteriën tot de meest complexe mensen. Elke wijziging in de structuur kan deze instructies verstoren en ziekten veroorzaken.

Structuur

De informatieve inhoud van DNA wordt gecodeerd in de unieke sequentie van vier nucleotidebasen:adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en thymine (T). Deze basen zijn met elkaar verbonden en vormen een dubbele helixstreng, waarbij de volgorde van de basen de blauwdruk vormt voor biologische processen.

UV-licht

Ultraviolette (UV) straling is een hoogenergetische component van zonlicht die, hoewel onzichtbaar, DNA kan beschadigen. UV is onderverdeeld in drie typen:UVA, UVB en UVC. UVC heeft de hoogste energie, maar wordt grotendeels geabsorbeerd door de ozonlaag van de aarde. UVA dringt de atmosfeer binnen, maar heeft onvoldoende energie om het DNA direct te veranderen, terwijl UVB het oppervlak bereikt en voldoende energie bezit om moleculaire schade te veroorzaken.

Schade

UVA breekt DNA-strengen niet rechtstreeks, maar kan reactieve zuurstofsoorten (ROS) genereren. Deze ROS vallen DNA, eiwitten en lipiden aan en dragen bij aan mutagenese en het risico op kanker. Bruiningsapparaten voor binnenshuis die UVA uitstralen, worden in verband gebracht met een 75% hogere kans op huidkanker vergeleken met niet-bruiners. (Bron:CDC )

UVB verandert echter direct het DNA. Wanneer twee thyminebasen achtereenvolgens (TT) langs een streng verschijnen, verandert UVB-energie een chemische binding, waardoor de aangrenzende thymines zich aan elkaar binden en een thyminedimeer vormen. Deze dimeren vervormen de helix, waardoor nauwkeurige metingen door de replicatiemachines van de cel worden voorkomen. Een enkele seconde UVB-blootstelling kan tot 100 dimeren genereren; overmatige accumulatie kan celdood of oncogene transformatie veroorzaken.

Dimeerreparatie

Cellen beschikken over robuuste reparatieroutes die dimeren herkennen en wegsnijden. DNA-reparatie-enzymen snijden het beschadigde segment weg, en DNA-polymerase vult het gat met de juiste basen. Hoewel deze mechanismen zeer efficiënt zijn, kan overweldigende schade het herstelvermogen overweldigen, wat kan leiden tot mutaties en kanker.