Алкилација

А Алкилација означава преношење алкилне групе из једне молекуле у другу. Алкилација има мутагени и канцерогени ефекат, јер се ДНК и РНА често нападају и мењају алкилирајућим агенсима. Такозвана алкилирајућа средства се користе у медицини с једне стране да инхибирају раст ћелија као цитостатици, а са друге стране изазивају рак или доводе до генетског оштећења потомства.

Шта је алкилација?

Одређене хемијске супстанце развијају мутагене и канцерогене ефекте услед њихове способности да изазивају алкилацију. Током алкилације, алкилне групе се преносе. Метилација је посебан случај алкилације. Метил група такође припада алкиленској групи. Међутим, метилације се увек одвијају у телу у физиолошким условима, док алкилне групе са више од једног атома угљеника обично узрокују егзогене супстанце.

Метилација ДНК одговорна је за епигенетске промене. У организму се одвијају и многе друге реакције метилације. У поступку се метилне групе преносе у одређене функционалне групе као што су хидроксилне, амино или сулфхидрилне групе.

Када се преносе етилне, пропилне или чак алкилне групе вишег ланца, генетски материјал је посебно ослабљен. Што више алкилних група које се везују за ДНК, то се чешће ДНК ланци ломе. Поред тога, различити ланци се такође могу међусобно повезати. На крају, алкилације вишег ланца увек доводе до промена у молекулама нуклеинске киселине. Као резултат промене нуклеинске киселине, између осталог, раст ћелија се инхибира.

Функција и задатак

Због ефекта алкилације који инхибира раст, могуће су примене у борби против рака. Иако су алкилациона једињења канцерогена, могу такође зауставити неинхибирани раст постојећих ћелија рака. Уништавањем ДНК прекида се раст пролиферирајућих ћелија (делиће ћелије) на такозваним контролним тачкама ћелијског циклуса. Ћелија полако умире. Ово се односи и на ћелије рака и на ћелије које су подвргнуте снажном расту у физиолошким условима, као што су имуне ћелије, ћелије слузокоже, ћелије коријена длаке и ћелије клица.

У свакој ћелији постоје промене у ДНК, али ефекат и интензитет су највећи код пролиферације ћелија. Зато су ћелије које се деле веома брзо подлегле. Ово је основа за селективни ефекат цитостатика на ћелије рака. Зато се многи алкилирајући цитостатици користе у терапији рака као део хемотерапије.

Дуготрајном употребом ових супстанци повећава се њихова штетност, јер се у мањој мери генетски модификују ћелије које споро расту. У посебном случају метилације, ДНК се такође метилира у великој мери. Међутим, нема генетске промене. Задржана је основна секвенца. Метилне групе су везане само за цитидин. Метилирана подручја ДНК су неактивна, тако да се овдје више не може читати генетски код. То доводи до епигенетских промена у ДНК. Дакле, ДНК се модификује, чиме се чува генетски код.

Због епигенетских промена, тело се такође мења у облику модификација фенотипа. Управо ти процеси су одговорни за утицај околине на развој и изражавање карактеристичних својстава која генотипом нису у потпуности одређена. Разликовање појединих ћелија у различите органе и ткива такође има везе са епигенетским променама. Диференцијација је изазвана различитим деловањем гена у различитим типовима ћелија.

Болести и тегобе

Основа хемотерапије је заснована на цитостатичком ефекту алкилационих материја. У исто време, међутим, снажна нежељена дејства хемотерапеутика су такође последица њиховог алкилирајућег дејства. Ови активни састојци развијају свој терапеутски ефекат против рака због утицаја који спречава раст на ћелије. Ћелије рака расту најбрже. Зато су на њих највише утицали.

Међутим, имунолошке ћелије, ћелије слузокоже или клице такође су ослабљене у свом расту. Као резултат тога, познате нуспојаве хемотерапије се манифестују подложношћу инфекцији, мучнини, повраћању, анемији, губитку косе, сувој слузници и другим непријатним симптомима.

Важна цитостатска средства за хемотерапију су деривати једињења горушице од азота, алкил сулфоната, нитрозоуреа и разних других група супстанци, а све заједничко им је алкилирајући ефекат на ДНК, који се током процеса уништава. Сви активни састојци могу се користити за лечење рака, али имају одговарајуће непријатне нежељене ефекте. Ако здрава особа дође у контакт са овим супстанцама, повећава се њихов ризик од настанка рака.

Краткорочни ефекат ових супстанци је да зауставе дељење ћелија и ћелије умру. Постепене промене ДНК у ћелијама које споро расту такође могу дугорочно довести до њихове претворбе у ћелије рака.

Алкилирајућа хемијска једињења у индустрији и прехрамбеној индустрији такође имају канцерогене и мутагене ефекте. Они укључују диметил сулфат у хемијској индустрији и хладна дезинфекциона средства диметил дикарбонат и диетилкарбонат у прехрамбеној индустрији.

Сама метилација тела такође може довести до болести ако су нетачне. Повећана или смањена активност гена заснива се на метилацији ДНК. Међутим, када је метилација неисправна, развијају се болести. На пример, погрешна активација гена може довести до тумора. То је тачно када је регулаторни ген за поделу ћелија неактиван. Међутим, активирање гена који би обично требало да буде неактивно може довести до дегенерације ћелија. Пронађени су различити обрасци метилације код различитих тумора у поређењу са одговарајућим здравим ткивима. Није важно да ли је степен метилације превише јак или превише слаб.