Bilim adamları DNA’nın ultraviyole (UV) ışıktan zarar gördüğünü ilk kez gözlemlediler.

Ohio State Üniversitesi kimyagerleri ve Almanya’daki meslektaşları laboratuvar ortamındaki DNA dizilerinin gerçek zamanlı olarak zarar görmesini izlemek üzere özel bir teknik kullandılar.

DNA molekülünün güneş yanığıyla bağlantılı bir tepkime ailesi arasından en yaygın olan kimyasal tepkimeyi gözlemlediler ve bu kilit tepkimenin bir pikosaniyeden kısa bir sürede gerçekleştiğini keşfettiler.

Bilim adamları UV hasarının güneş yanığında ve cilt kanseri gibi hastalıklarda oynadığı rolü anlamak üzere UV hasarı üzerinde çalışmaktadırlar. Science dergisinin yeni sayısında bildirilen bu yeni bulgu hasarın büyük ölçüde DNA’nın UV vurduğu esnadaki konumuna bağlı olduğunu göstermektedir.

Ohio State araştırmacılarına göre UV ışını enerji ekleyerek DNA molekülünü uyarmaktadır. Bazı uyarılan enerji durumları uzun sürmekteyken diğerleri kısa sürmektedir. Enerji genellikle zararsızca yok olmaktadır ancak bazen DNA’nın moleküler yapısını değiştiren bir kimyasal reaksiyonu tetiklemektedir.

Bilim adamları eskiden bir DNA molekülü UV enerjisi tarafından ne kadar uzun süre uyarılırsa zarar görme riskinin o kadar fazla olduğuna inanıyorlardı. Dolayısıyla uzun ömürlü uyarılma durumlarının kısa ömürlü olanlara göre daha tehlikeli olduğu düşünülmekteydi. Ancak bu çalışma en yaygın UV hasarına oldukça kısa ömürlü bir uyarılma durumunun yol açtığını ortaya koymaktadır.

Belirtildiği kadarıyla, bu reaksiyonun hızının UV ışınlarının DNA’ya nasıl zarar verdiğinin anlaşılması üzerinde önemli sonuçları bulunmaktadır ve bu çalışmada uzun ömürlü enerji durumlarının hasardan sorumlu olduğuna dair bir kanıt bulunamamıştır. Artık kısa ömürlü durumların DNA üzerinde en yaygın kimyasal hasara yol açması daha olası görünmektedir.

Söz konusu hasar, iki küçük moleküler bağın oluşmaması gereken bir yerde – ikili DNA sarmalındaki milyarlarca baz arasından beraber sıralanmış iki timin bazı arasında—oluşmasından ibarettir.

DNA kendisini iyileştirmek üzere kendisine özgü bazı kimyasal tepkimeler kullanır. Ancak DNA çok fazla zarar gördüğünde düzgün sentezlenemez. Ağır hasar görmüş hücreler ölür – güneş yanığının acıtmasına sebep olan etki budur. Bilim adamları aynı zamanda kronik hasarın cilt kanseri gibi hastalıklara yol açan mutasyonlar oluşturduğuna inanmaktadır.

Kimyagerler bu çalışmada DNA hasarını gözlemlemek üzere kısa süreli soğurma adlı bir teknik kullandılar. Kısa süreli soğurma, moleküllerin belirli dalga boylarında ışığı soğurduğu fikrine dayalıdır ve araştırmacıların bir pikosaniyeden kısa sürede gerçekleşen olaylar üzerinde çalışmalarına izin verir.

Özel olarak tasarlanan DNA dizilerini – bitişik timinler arasında bir tepkime gözlemleme şansını artırmak üzere yalnızca timin bazlarından yapılanları – alarak UV ışınına maruz bıraktılar. Daha sonra yeni timin bağlarının oluşmasına yol açan tepkimelerin süresini ölçtüler.

Araştırmacılar, bir hücre içerisindeki DNA’nın değil izole DNA dizilerinin gördüğü zararı incelediklerini vurguladılar. Güneş yanığı canlı bir hücrede bir dizi kimyasal reaksiyondan ileri gelir ve bu deney bir hücrenin güneş yanığına maruz kalmasını görmelerine izin vermemiştir.

Ancak DNA’nın gördüğü zararın ardındaki ilk moleküler olaylar ilk kez gözlemlenmektedir. Araştırmacılar sonuçların bilim adamlarının UV hasarı problemini yeni bir şekilde ele almalarını sağlayabileceğini düşünmektedirler.

Bir hücredeki DNA daima hareket halindedir. Görece esnek bir molekül olduğu için bir yöne veya diğerine eğilip bükülmektedir. Bu esneklik hücrede sürekli gerçekleşen normal kimyasal reaksiyonlara imkan tanımaktadır. Her şekil değişikliğinin tamamlanması birkaç pikosaniyeden birkaç yüz pikosaniyeye kadar çıkabilir.

Bu hızlıdır ancak bu yeni çalışma UV hasarının çok daha hızlı gerçekleştiğini göstermektedir. İstenmeyen bağların oluştuğu süre içerisinde hızlı hareket eden bir DNA molekülü bile donmuş görünecektir.

Bu, timin bazlarının zarar görüp görmemesinin DNA’nın UV ışınlarını soğurması için gereken çok kısa süredeki pozisyonuna bağlı olduğu anlamına gelmektedir. UV vurduğunda iki timin bazı ya bağ kurmaya uygun şekilde hizalanmıştır ya da hizalı değillerdir.

Araştırmacılar, bu kavrayışın neden bazı timin bazı çiftlerinin diğerlerinden daha sık zarar gördüğünü açıkladığını ve bilim adamlarının bazların boşlukta nasıl düzenlendiğini etkileyen faktörler üzerinde çalışarak DNA’nın zarar görme düzenlerini anlayabileceklerini akla getirdiğini belirtmektedirler.

Araştırmacılar, "Işık hasarını anlama çabalarımız sırasında bu yeni sonuç dikkatimizi DNA yapısına ve DNA ışık soğurduğu sırada ortaya çıkan diziliş türlerine çekmektedir," ifadelerini kullanmaktadırlar.