Интеркализација

Тхе Интеркализација је инкорпорација честица попут молекула или јона у одређеним хемијским једињењима као што су кристалне решетке. У биохемији се појам повезује са интеркализацијом честица између суседних парова база ДНК, што може резултирати мрежним мутацијама. Супстанца талидомид, на пример, има интеркалативна својства, што је изазвало скандал са малформацијама.

Шта је интеркализација?

У хемији се под интеркалирањем подразумева интеркалација молекула, јона или атома у хемијским једињењима. Структура честица остаје у суштини константна током процеса складиштења. У неорганској хемији интеркалација се превасходно односи на интеркалирање честица између кристалних решеткастих равни кристалних слојева. У том контексту треба поменути интеркацију алкалног метала у графиту, на пример, која ствара нова једињења у облику интеркалатних комплекса. Интеркалациона једињења кристала захтевају велике силе интеракције у укљученим слојевима и минималне силе између суседних слојева.

У биохемији се термин поново односи на ДНК. Током процеса, одређени молекули се убацују у двоструку спиралу ДНК притиском између суседних парова база.

Процес биохемијске интеркалације није физиолошки процес. То је патофизиолошки процес који ремети репликацију и транскрипцију ДНК.

Интеркалација је узрочно повезана с генетским мутацијама које су претежно релевантне у процесу репликације. Резултат је малформација појединог ткива. Поред мутагених својстава, интеркалација у биохемијском смислу такође се каже да је канцерогена, тј. Канцерогена.

Једињења са интеркалативним потенцијалом укључују, на пример, цитостатике који се користе у терапији рака. Коришћењем интеркалативних супстанци, током лечења настаје оштећење ДНК, због чега тумор умире.

Функција и задатак

Током биохемијске интеркалације, молекули унутар ДНК убацују се у двоструку спиралу суседних парова база и ремете репликацију и транскрипцију генетског материјала. У процесу репликације, интеркалација узрокује првенствено растерске мутације, које су познате и као мутације читања оквира, смјене оквира читања или мутације помака оквира.

Током интеркалације, убацују се (3н + 1) парови база, што фалсификује мРНА решетку у ДНК. Као последица тога, формирају се мутирани протеини чија се аминокиселинска секвенца мења у свим положајима са положаја мутације. У раној фази се уводи стоп кодон, који завршава синтезу протеина у смислу превођења. Мутације екрана према крају оквира за читање понекад продужују полипептид јер отежавају препознавање физиолошког стоп кодона.

Људи имају користи од процеса интеркализације, пре свега цитостатицима који се користе за лечење рака. Упркос медицинском напретку последњих деценија, цитостатици се још увек сматрају најучинковитијим начином лечења малигног карцинома због интеркалативних својстава. Токсичне хемијске супстанце се користе у хемотерапији и ремете, одлажу или спречавају ћелијски циклус туморских ћелија да се малигне ћелије више не шире и не шире.

Оштећење ДНК узроковано интеркализацијом изазива аберације хромозома или омета развој вретена. На овај начин се успорава или искључује подела циљних ћелија.

Група цитостатика обухвата разне материје хемијски веома различитих структура. Познате интеркалативне супстанце овог типа су актиномицин, антрациклини или даунорубицин. Људи такође имају користи од принципа интеркализације у вези са другим лековима. На пример, хемотерапеутски ефекат антибиотика приписује се интеркалатној вези.

Овде можете пронаћи лекове

Болести и тегобе

Тхалидомид одговара деривату глутаминске киселине који има пригушујући ефекат на централни нервни систем и поред имуносупресива такође има противупална дејства. Супстанца се сматра интеркалатном.

Како талидомид има умирујући, поспјешује спавање, упале, раст тумора и инхибицију стварања крвних жила, постао је доступан готово свим домаћинствима као Цонтерган® крајем 1950-их. Због интеркалативних својстава, узимање ове супстанце у прва три месеца трудноће доводи до горе описаних интеркалационих процеса, који имају драматичне ефекте на ембрионални развој. Новорођенчад су рођена са озбиљним малформацијама удова или унутрашњих органа.

Због интеркалативних својстава, супстанца блокира фактор раста ВЕГФ, тако да се зауставља стварање крвних судова у ембрионалном развоју. Пошто ембрион посебно осетљиво реагује на штетне утицаје у прва три месеца развоја, поред малформација за то време може чак довести и до губитка.

Поред таквих погубних последица, интеркалатне материје су повезане са канцерогеним, тј. Канцерогеним ефектом. Ово се односи, на пример, на одређене боје. Ту спадају етидијев бромид или ЕтБр, који у молекуларној генетици обојавају нуклеинске киселине. Етидијев бромид има емпиријску формулу Ц21Х20БрН3 и интеркалира се између два ланца ДНК, тако да долази до бојења.

Пошто боја апсорбује УВ светлост таласних дужина од 254 до 366 нм и емитује наранџасто-црвену светлост таласних дужина од 590 нм, незамењива је као обојеник у молекуларној генетици. Етидијум бромидом мрља ДНК узорке који су претходно раздвојени помоћу агарозног гела. Боја се додаје у гел одмах. На овај начин боја се везује за ДНК, чинећи ДНК видљивим на специфичан начин. Будући да је етијум-бромид потенцијално канцероген, морају се предузети одговарајуће мере безбедности када се користи да се спречи директан контакт са слузницом или кожом. Исто важи за све остале, интеркалативне супстанце са канцерогеним ефектима.