Wieso entstehen Mutationen durch UV-Strahlung?
2 Antworten
Hi,
DNA hat im UV-Bereich ihr Absorptionsmaximum, das kann man messen, wie z.B. hier gemacht wurde https://agctsequencing.files.wordpress.com/2012/04/figure11.jpg da ist die Absorption aufgetragen gegen die Wellenlänge und ein gut erkennbares Maximum bei ca. 260 Nanometer (nm) von sog. Plasmid-DNA, das ist bakterielle DNA.
Die DNA nimmt in diesem Wellenlängenbereich Energie auf, die sie durch die Bestrahlung mit dieser Wellenlänge erhält (Absorption). Dies führt zu den von Thomas erwähnten strukturellen Veränderungen der DNA. Insbesondere in den sonnenexponierten Zellen, wie den Hautzellen entsehen kovalent verbundene Basen, sog. Thymin-Dimere https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/thymin-dimere/66547
Davon merken wir erst mal nichts, weil im Hintergrund ablaufende Reparaturmechanismen alle Schäden beseitigen. Man kann davon ausgehen, dass die Reparaturmaßnahmen aller schadhaften DNA Stellen, so im Bereich von einigen 10.000 Reparaturen pro Tag und Zelle liegen dürften.
Die Reparaturmechanismen sind sehr zuverlässig und leistungsfähig, ohne sie sänke unsere Lebenserwartung auf unter 10 Jahre.
Sonnenbankbesuche sind somit, aus biologischen Gesichtspunkten, katastrophal, da die Reparatursysteme dann künstlich auf Hochtouren laufen. Auch davon merkt man erst mal nichts, aber man kann sagen, die Haut hat ein Sonnenkonto. Auf die gesamte Lebenszeit aufgerechnet, kann ein übermäßiger Genuß von UV-Strahlung, so viel Strukturschäden verursachen, dass die Reparatur nicht mehr ausreichend ist und die Entstehung von Hautkrebs begünstigt wird. Gruß
Die DNA-Basen sind aromatisch (haben also delokalisierte π-Elektronen-Systeme). Diese Elektronen lassen sich leicht anregen, z.B. durch UV-Licht. Soweit ich weiß, werden durch die Anregung 2 Basen miteinander verschweißt, sie dimerisieren. Diese Basendupletts lassen sich weder ordentlich ablesen noch verdoppeln, sodass ein falsches Resultat rauskommt. Das ist beim Ablesen noch nicht so tragisch, aber beim Verdoppeln schon.
Es gibt auch Reparatursysteme für diese Schäden, aber wahrscheinlich sind die entweder nicht perfekt oder im Einzelfall zu langsam.