Ультрафиолет — это электромагнитные волны, более короткие, чем видимый свет. Клетки, в которые они проникают, получают повреждения на генетическом уровне и далее не могут нормально функционировать — излучение лишает вирусы и бактерии возможности размножаться.
В ДНК микроорганизмов (и вообще любых живых существ) ультрафиолетовый квант света взаимодействует с тимином, одним из четырех нуклеотидов, образующих двойную спираль основной молекулы жизни.
При облучении тимины, оказавшиеся рядом, образуют димер — прочное соединение двух оснований в одно целое. Клеточная система восстановления ДНК в принципе может вырезать такие димеры и заполнить образовавшиеся «дырки» новыми основаниями.
Однако чем дольше на ДНК воздействует ультрафиолет, тем больше димеров тимина образуется и тем сложнее клетке исправить возникшие ошибки. Их накопление замедляет темпы размножения микроорганизмов, и постепенно колония вымирает.
При малой дозе облучения клетка ослабляется, тратя энергию на восстановление ДНК, при средней дозе возникают мутации, а при большой — она может сразу погибнуть. В ртутных лампах низкого давления, обычно используемых для дезинфекции помещений, 86 % излучения приходится на волны длиной 254 нм, что совпадает с одним из двух пиков кривой бактерицидной эффективности. Один пик находится в районе длины волны, равной 265 нм, а второй — 185 нм.
Такие кванты света наиболее сильно поглощаются молекулами ДНК, вызывая их химические превращения. Коротковолновый пик более опасен для всего живого, однако это излучение хорошо поглощается кислородом, водой и стеклом, поэтому его не используют для дезинфекции.
Ультрафиолет наиболее опасен для простейших организмов, чем для многоклеточных существ, неплохо защищенных от его воздействия шерстью, перьями и слоем ороговевших клеток кожи. Убить микроорганизмы можно и рентгеновским излучением, однако по части КПД и безопасности для человека бактерицидные лампы предпочтительнее.
Источники: