Dimerisierung: Der molekulare Schaden hinter der UV-C-Wirkung
Der Begriff “Dimerisierung” beschreibt die exakte chemische Reaktion, die das Herzstück der UV-C-Desinfektion bildet.
Sie ist der Grund, warum die DNA eines Mikroorganismus durch die Bestrahlung irreparabel geschädigt wird.
Was ist Dimerisierung?
Allgemein bezeichnet Dimerisierung die chemische Verbindung von zwei identischen Molekülen (Monomeren) zu einer Einheit, dem Dimer.
Im Kontext der UV-C-Desinfektion spricht man von einer Photodimerisierung:
eine chemische Reaktion, die durch die Energie von Licht (Photonen) ausgelöst wird.
Die Dimerisierung von DNA-Basen durch UV-C
Das Ziel der UV-C-Strahlung (254 nm) sind die Pyrimidinbasen der DNA, insbesondere Thymin und Cytosin.
Wenn die DNA eines Mikroorganismus dieser Strahlung ausgesetzt wird, geschieht auf molekularer Ebene Folgendes:
- Energieabsorption: Zwei benachbarte Pyrimidinbasen auf demselben DNA-Strang absorbieren die Energie der UV-C-Photonen.
- Bildung kovalenter Bindungen: Die absorbierte Energie ermöglicht es diesen Basen, eine unnatürliche, feste chemische Verbindung (eine kovalente Bindung) untereinander auszubilden.
- Entstehung eines Dimers: Das Ergebnis ist ein Pyrimidin-Dimer, meist ein Thymin-Dimer. Diese neue Struktur ist starr und sperrig.
Die Konsequenz: Blockade der Replikation
Die Bildung eines Dimers verzerrt die Struktur der DNA-Doppelhelix.
Diese “Beule” im genetischen Code ist eine massive Blockade für die zellulären Kopiermaschinen (DNA-Polymerasen).Wenn die Zelle versucht, sich zu teilen und ihre DNA zu replizieren, stoppt der Prozess an dieser fehlerhaften Stelle.
Die Vermehrung ist endgültig unterbunden, der Mikroorganismus ist inaktiviert.Die gezielte Auslösung der Dimerisierung ist der Grund für die hohe Effizienz
und die universelle, physikalische Wirksamkeit der UV-C-Desinfektion.
