化学

如何es UV A modifient l’ADN

像紫外线B一样,来自太阳的紫外线A也会破坏DNA。法国研究人员阐明了这一机制。

本尼迪克特·萨尔图恩·拉萨尔

阳光明媚的日子到了,我们只有一种愿望:享受日光浴。但要注意,阳光会引起皮肤癌。怎么样?或者是什么?癌症的发作是一种复杂的现象,可以由DNA的化学变化触发,并且与普遍的看法相反,太阳的紫外线(UV)B射线不是唯一的原因这种变化。实际上,CNRS和CEA的Francis Perrin实验室以及CEA的核酸损伤实验室的Akos Banyasz和他的同事们描述了在紫外线A射线作用下形成的DNA的“激发态”。 ,以及由此产生的DNA损伤。

太阳发出的紫外线辐射可分为三种类型的光子:波长在400至315纳米之间的UV A光子,波长在315至280纳米之间的UV B射线和280之间的UV C和100纳米。大部分的紫外线B被大气层滤除,而紫外线C则被臭氧层完全吸收并且没有到达地球表面。因此,人类所暴露的太阳辐射由95%的UV A和5%的UV B组成。

但是,我们知道紫外线会导致皮肤癌。它们会引起皮肤细胞DNA的突变,从而导致这些细胞不受控制的增殖以及癌性肿瘤的发展。结果,每年诊断出80,000至90,000例新的皮肤癌病例。自1945年以来,全球范围内,最严重的皮肤癌黑素瘤的数量每十年增加一倍。

紫外线如何作用于DNA?这是由缠绕成螺旋状的两股线形成的。每条链都是碱基的集合,称为腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤和胞嘧啶,通过“强”化学键连接在一起。 DNA的两条链是通过“弱”相互作用而不是强键连接的,因为它们需要能够分开才能表达基因。已知UV B化学地改变了碱基,特别是通过引起两个紧密相关的胸腺嘧啶的强化学键的结合,产生了“环丁烷二聚体”。这改变了DNA携带的基因。这种化学反应解释了UV B射线的强大诱变能力。

最近的观察结果表明,UV A也会改变DNA,但机理尚不清楚。法国化学家表明,吸收UV A辐射后,二聚化反应也可能发生,为此,他们使用仅由腺嘌呤和胸腺嘧啶碱基形成的合成DNA进行了研究,观察到它在紫外线A射线的作用下的行为,单独的碱基没有连接在一起,不吸收紫外线A的辐射,另一方面,紫外线A的吸收随着两条单链的配对而增加双螺旋。此外,与单链相比,双链DNA的UV A光子引起由两个胸腺嘧啶形成环丁烷的风险增加了十倍。

是什么原因 ? UV A射线会改变碱基的电子结构,即原子周围的电子云的组织。然后,DNA进入所谓的激发态,从而促进碱基之间的化学反应,特别是胸腺嘧啶的二聚化。但是,这种激发态对双链的持续时间比对单链的持续时间更长。这样胸腺嘧啶有更多的时间改变。

化学家研究了实验室创建的简单DNA序列,以详细说明这种机制。胸腺嘧啶二聚体化的这些初始阶段是否真的能说明由四种类型的碱基组成的正常DNA会发生什么,还有待观察。现在,要当心太阳,因为直到大约几年前,甚至大约95%的UV A射线仍然对基因有害,这种紫外线直到几年前才被认为是无害的。而在晒黑中心,UV A的比例甚至更高...

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