Interkalizacija

The Interkalizacija je vključitev delcev, kot so molekule ali ioni v nekatere kemične spojine, kot so kristalne rešetke. V biokemiji je izraz povezan s premeščanjem delcev med sosednjimi baznimi pari DNK, kar lahko povzroči mrežne mutacije. Snov talidomid, na primer, ima interkativne lastnosti, kar je povzročilo škandal z nepravilnostmi.

Kaj je interkalizacija?

V kemiji interkalizacijo razumemo kot vmešavanje molekul, ionov ali atomov v kemičnih spojinah. Struktura delcev ostane v bistvu konstantna med postopkom skladiščenja. V anorganski kemiji se interkalacija nanaša predvsem na interkaliranje delcev med ravninskimi rešetkami kristalnih plasti. V tem kontekstu je treba omeniti interkaliranje alkalne kovine v grafit, na primer, ki ustvarja nove spojine v obliki interkalatnih kompleksov. Interkalizacijske spojine kristalov zahtevajo velike medsebojne sile v vpletenih plasteh in minimalne sile med sosednjimi plastmi.

V biokemiji se izraz spet nanaša na DNK. Med postopkom se nekatere molekule vstavijo v dvojno vijačnico DNK s stiskanjem med sosednjimi baznimi pari.

Proces biokemične interkalizacije ni fiziološki proces. Gre za patofiziološki proces, ki moti podvajanje in prepisovanje DNK.

Interkalizacija je vzročno povezana z genetskimi mutacijami, ki so pretežno pomembne v procesu replikacije. Rezultat so nepravilnosti posameznih tkiv. Poleg mutagenih lastnosti velja, da je interkalacija v biokemijskem smislu tudi kancerogena, tj. Kancerogena.

Spojine z interkalativnim potencialom vključujejo na primer citostatike, ki se uporabljajo pri zdravljenju raka. Z uporabo interkalativnih snovi med zdravljenjem nastane poškodba DNK, zaradi česar tumor umre.

Funkcija in naloga

Med biokemičnim interkaliranjem se molekule znotraj DNK vstavijo v dvojno vijačnico sosednjih baznih parov in motijo ​​podvajanje in prepisovanje genskega materiala. Med procesom podvajanja interkalacija povzroča predvsem rastrske mutacije, ki so znane tudi kot branje mutacij okvira, branje premikov okvira ali mutacije premika okvira.

Med interkaliranjem vstavimo (3n + 1) bazne pare, ki ponaredijo mrežo mRNA v DNK. Posledično nastanejo mutirani proteini, katerih zaporedje aminokislin se spremeni v vseh položajih z mesta mutacije. V zgodnji fazi se uvede stop kodon, ki konča sintezo beljakovin v smislu prevajanja. Zaslonske mutacije proti koncu bralnega okvira včasih polipeptid podaljšajo, ker otežujejo prepoznavanje fiziološkega stop kodona.

Ljudje imajo koristi od procesov interkalizacije, predvsem s citostatiki, ki se uporabljajo za zdravljenje raka. Kljub medicinskemu napredku v zadnjih desetletjih citostatiki še vedno veljajo za najučinkovitejšo metodo zdravljenja malignega raka zaradi interkalativnih lastnosti. Strupene kemične snovi se uporabljajo v kemoterapiji in motijo, zamujajo ali preprečujejo celični cikel tumorskih celic, tako da se maligne celice ne širijo ali širijo več.

Poškodba DNK, ki jo povzroči interkalizacija, povzroči kromosomske aberacije ali moti razvoj aparata vretena. Na ta način se delitev ciljnih celic upočasni ali izklopi.

Skupina citostatikov vključuje različne snovi s kemično zelo različnimi strukturami. Znane interkalativne snovi te vrste so aktinomicin, antraciklini ali daunorubicin. Ljudje imajo tudi koristi od načela interkalizacije v povezavi z drugimi drogami. Na primer, kemoterapevtski učinek antibiotikov pripišemo interkalatni povezavi.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Thalidomid ustreza derivatu glutaminske kisline, ki blaži učinek na centralni živčni sistem in ima poleg imunosupresivnega tudi protivnetne učinke. Snov velja za interkalativno.

Ker talidomid pomirja, spodbuja spanje, vnetja, rast tumorja in zavira tvorbo krvnih žil, je bil konec petdesetih let 20. stoletja na voljo skoraj vsem gospodinjstvom kot Contergan®. Zaradi interkalativnih lastnosti jemanje snovi v prvih treh mesecih nosečnosti vodi do zgoraj opisanih interkalatnih procesov, ki dramatično vplivajo na embrionalni razvoj. Novorojenčki so se rodili s hudimi malformacijami okončin ali notranjih organov.

Zaradi svojih interkalativnih lastnosti snov blokira rastni faktor VEGF, tako da tvorba krvnih žil v embrionalnem razvoju zavira. Ker zarodek v prvih treh mesecih razvoja še posebej občutljivo reagira na škodljive vplive, lahko poleg nepravilnosti v tem času celo povzroči izgubo.

Med tako uničujočimi posledicami so interkalativne snovi povezane s kancerogenim, to je kancerogenim učinkom. To velja na primer za določena barvila. Sem spadajo etidijev bromid ali EtBr, ki v molekularni genetiki obarvajo nukleinske kisline. Etidijev bromid ima empirično formulo C21H20BrN3 in je vmes med dvema verigama DNA, tako da pride do obarvanja.

Ker barvilo absorbira UV svetlobo v valovnih dolžinah od 254 do 366 nm in oddaja oranžno-rdečo svetlobo z valovnimi dolžinami 590 nm, je nenadomestljivo kot barvilo v molekularni genetiki. Etidijev bromid obarva vzorce DNK, ki so bili predhodno ločeni z uporabo agaroznega gela. Barvilo se takoj doda v gel. Na ta način se barvilo veže na DNK, zaradi česar je DNK viden na specifičen način. Ker je etidijev bromid potencialno rakotvoren, je treba pri njegovi uporabi sprejeti ustrezne varnostne ukrepe, da preprečimo neposreden stik s sluznico ali kožo. Enako velja za vse druge, interkativne snovi z rakotvornimi učinki.