Culoarea pielii la om se datorează în principal producției de melanină, polimeri ai tirozinei ozidizate care formează granule de culoare închisă în piele. Melanogeneza este producerea de melanină de către celule specializate numite melanocite. Astfel de celule sunt localizate în piele, păr și ochi. Enzima care mediază producerea acestui pigment este un tip de polifenol oxidază cunoscut sub numele de tirozinază.
Melanocitele în care are loc producerea de melanină sunt localizate în primul rând la nivelul bazal al epidermei sau stratul de piele. Aproximativ 5-10% din celulele din acest strat al pielii sunt melanocite. Melanogeneza se desfășoară la un nivel de fundal, sau bazal, tot timpul. Poate fi activat și de radiațiile ultraviolete (UV) de la soare.
Oamenii cu pielea deschisă la culoare, cum ar fi cei de origine nord-europeană, au un nivel bazal scăzut de melanogeneză. Sunt predispuși la deteriorarea pielii de la soare din cauza lipsei lor de melanină. Persoanele cu pielea de culoare mai închisă produc niveluri mult mai mari de pigment și au un grad mult mai mare de protecție naturală împotriva soarelui. Aceste diferențe de culoare a pielii se corelează cu susceptibilitatea la melanomul cancerului de piele și se crede că au provenit din evoluția strămoșilor lor în zone cu cantități diferite de lumină solară și radiații UV.
Pot exista beneficii în a avea un nivel scăzut de melanogeneză. Nivelurile ridicate de melanină interferează cu absorbția razelor UV necesare pentru producerea unor compuși importanți, cum ar fi vitamina D. Nivelurile scăzute de vitamina D pot duce la o serie de probleme diferite. Cu toate acestea, astfel de niveluri de melanină protejează împotriva descompunerii acidului folic. Nivelurile scăzute ale acestui compus pot duce la malformații congenitale.
Procesul de melanogeneză implică enzima tirozinaza, care introduce un atom de oxigen în grupul fenolic al aminoacidului tirozină. Acest lucru are ca rezultat prezența unei grupări hidroxil (OH) pe fenol. Enzima efectuează apoi o a doua reacție, adăugând o altă grupare hidroxil adiacentă primei. Acestea sunt apoi oxidate în chinone, compuși instabili ai oxigenului cărora le lipsește o moleculă de hidrogen. Chinonele continuă să reacționeze între ele pentru a genera pigmentul întunecat melanină, care apoi se acumulează în granule.
Melanogeneza este controlată de mai multe mecanisme. Este sub control hormonal deoarece peptidele activează un receptor. O serie de alte molecule pot stimula producerea de melanina, inclusiv toxina holerica, metabolitii vitaminei D si derivati ai acidului retinoic. Când iradierea UV dăunează ADN-ului pielii, unul dintre produsele de descompunere a ADN-ului poate declanșa și acest proces.