紫外线诱发的胸腺嘧啶二聚体

当来自太阳的紫外线击中DNA时，它的能量会做一件非常特定而具破坏性的事：使同一条链上相邻的两个胸腺嘧啶碱基彼此直接成键，熔合成一个僵硬的单元，称为胸腺嘧啶二聚体（更广义地说是嘧啶二聚体，因为胞嘧啶也能参与其中）。可以想象DNA梯子上相邻的两级横档突然被侧向焊在一起——原本平滑的螺旋如今有了一处僵硬的扭结。

这处扭结正是问题所在。熔合的碱基再也无法与对侧链正常配对，而这一笨重的变形会从物理上阻挡复制和读取DNA的酶，使它们撞上时停滞。若细胞不先修复就试图越过胸腺嘧啶二聚体进行复制，复制机器可能对损伤对面应有的碱基猜错，从而引入突变——这正是晒伤与皮肤癌之间关联的分子根源。

细胞以修复反击。许多生物（但值得注意的是，包括我们在内的胎盘哺乳动物并不在内）携带一种叫光裂合酶的酶，它利用可见光把二聚体直接重新拆开。人类则依赖核苷酸切除修复，它切下含二聚体的一小段链，再以完好的配对链为模板重新合成。着色性干皮病这一疾病——其中此修复途径被破坏——清楚显示了利害：患者会出现严重的光敏感和大大升高的皮肤癌风险，因为他们的细胞无法清除阳光不断制造的胸腺嘧啶二聚体。