El color de la piel en los humanos se debe principalmente a la producción de melanina, polímeros de tirosina ozonada que forman gránulos de color oscuro en la piel. La melanogénesis es la producción de melanina por células especializadas llamadas melanocitos. Dichas células se encuentran en la piel, el cabello y los ojos. La enzima que media en la producción de este pigmento es un tipo de polifenol oxidasa conocida como tirosinasa.
Los melanocitos en los que tiene lugar la producción de melanina se encuentran principalmente en el nivel basal de la epidermis, o capa de la piel. Alrededor del 5-10% de las células en esta capa de la piel son melanocitos. La melanogénesis procede a un nivel de fondo, o basal, todo el tiempo. También se puede activar por la radiación ultravioleta (UV) del sol.
Las personas de piel clara, como las de ascendencia del norte de Europa, tienen un bajo nivel basal de melanogénesis. Son propensos al daño de la piel por el sol debido a su falta de melanina. Las personas con piel de color más oscuro producen niveles mucho más altos de pigmento y tienen un grado mucho mayor de protección natural contra el sol. Estas diferencias en el color de la piel se correlacionan con la susceptibilidad al melanoma del cáncer de piel y se cree que se originaron a partir de la evolución de sus antepasados en áreas con diferentes cantidades de luz solar y radiación UV.
Puede haber beneficios al tener un bajo nivel de melanogénesis. Los altos niveles de melanina interfieren con la absorción de los rayos UV necesarios para la producción de compuestos importantes como la vitamina D. Los bajos niveles de vitamina D pueden dar lugar a una variedad de problemas diferentes. Tales niveles de melanina, sin embargo, protegen contra la descomposición del ácido fólico. Los niveles bajos de este compuesto pueden provocar defectos de nacimiento.
El proceso de melanogénesis involucra la enzima tirosinasa, que introduce un átomo de oxígeno en el grupo fenólico del aminoácido tirosina. Esto da como resultado la presencia de un grupo hidroxilo (OH) en el fenol. La enzima luego lleva a cabo una segunda reacción, agregando otro grupo hidroxilo adyacente al primero. Estos se oxidan a quinonas, compuestos de oxígeno inestables que carecen de una molécula de hidrógeno. Las quinonas continúan reaccionando entre sí para generar el pigmento oscuro melanina, que luego se acumula en gránulos.
La melanogénesis está controlada por varios mecanismos. Está bajo control hormonal porque los péptidos activan un receptor. Varias otras moléculas pueden estimular la producción de melanina, incluida la toxina del cólera, los metabolitos de la vitamina D y los derivados del ácido retinoico. Cuando la radiación UV daña el ADN de la piel, uno de los productos de descomposición del ADN también puede desencadenar este proceso.