umetanje Uključuje čestice poput molekula ili iona u određenim kemijskim spojevima kao što su kristalne rešetke. U biokemiji se pojam povezuje s interkalizacijom čestica između susjednih parova baza DNK, što može rezultirati mrežnim mutacijama. Tvar talidomid, na primjer, ima interkalativna svojstva, što je izazvalo skandal s malformacijama.
Što je interkalizacija?
U kemiji se interkalacija podrazumijeva kao interkalacija molekula, iona ili atoma u kemijskim spojevima. Struktura čestica ostaje u osnovi konstantna tijekom procesa skladištenja. U neorganskoj kemiji interkalacija se prije svega odnosi na interkalaciju čestica između kristalnih rešetkastih ploha kristalnih slojeva. U tom kontekstu treba spomenuti interkalizaciju alkalnog metala u grafitu, koji stvara nove spojeve u obliku interkalatnih kompleksa. Interkalatni spojevi kristala zahtijevaju velike interakcijske sile u uključenim slojevima i minimalne sile između susjednih slojeva.
U biokemiji se izraz opet odnosi na DNK. Tijekom postupka određene se molekule ubacuju u dvostruku spiralu DNA cijeđenjem između susjednih parova baza.
Postupak biokemijske interkalacije nije fiziološki proces. To je patofiziološki proces koji remeti replikaciju i transkripciju DNK.
Interkalizacija je uzročno povezana s genetskim mutacijama koje su pretežno relevantne u procesu replikacije. Rezultat su malformacije pojedinih tkiva. Pored mutagenih svojstava, interkalacija u biokemijskom smislu također se kaže da je kancerogena, tj. Kancerogena.
Spojevi s interkalativnim potencijalom uključuju, na primjer, citostatike koji se koriste u terapiji raka. Korištenjem interkalativnih supstanci, tijekom liječenja nastaje oštećenje DNA, zbog čega tumor umire.
Funkcija i zadatak
Tijekom biokemijske interkalacije, molekule unutar DNA ubacuju se u dvostruku spiralu susjednih parova baza i remete replikaciju i transkripciju genetskog materijala. U procesu replikacije, interkalacija uzrokuje prvenstveno rasterske mutacije, koje su poznate i kao mutacije okvira za čitanje, promjene okvira čitanja ili mutacije pomaka u okviru.
Tijekom interkalacije, ubacuju se (3n + 1) parovi baza što falsificira mRNA rešetku u DNK. Kao posljedica toga nastaju mutirani proteini čiji se niz aminokiselina mijenja u svim položajima s položaja mutacije. U ranoj fazi uvodi se stop kodon koji završava sintezu proteina u smislu prevođenja. Mutacije ekrana prema kraju okvira za čitanje ponekad produžuju polipeptid jer otežavaju prepoznavanje fiziološkog stop kodona.
Ljudi imaju koristi od procesa interkalizacije prvenstveno kroz citostatike koji se koriste za liječenje raka. Unatoč medicinskom napretku posljednjih desetljeća, citostatici se još uvijek smatraju najučinkovitijom metodom liječenja zloćudnog karcinoma zbog interkalativnih svojstava. Otrovne kemijske tvari koriste se u kemoterapiji i narušavaju, odgađaju ili sprečavaju stanični ciklus tumorskih stanica da se maligne stanice više ne šire i ne šire.
Oštećenje DNA uzrokovano interkalizacijom uzrokuje kromosomske aberacije ili ometa razvoj vretenastog aparata. Na taj se način usporava ili isključuje podjela ciljnih stanica.
Skupina citostatika uključuje razne tvari s kemijski vrlo različitim strukturama. Poznate interkalativne tvari ovog tipa su aktinomicin, antraciklini ili daunorubicin. Ljudi također imaju koristi od načela interkalizacije u vezi s drugim lijekovima. Na primjer, kemoterapeutski učinak antibiotika pripisuje se interkalatnoj vezi.
Ovdje možete pronaći svoje lijekove
➔ Lijekovi za smirenje i jačanje živacaBolesti i bolesti
Thalidomid odgovara derivatu glutaminske kiseline koji ima prigušujući učinak na središnji živčani sustav, a osim imunosupresiva, ima i protuupalno djelovanje. Tvar se smatra interkalatnom.
Kako talidomid djeluje umirujuće, potiče spavanje, upale, rast tumora i suzbijanje stvaranja krvnih žila, postao je dostupan gotovo svim domaćinstvima kao Contergan® krajem 1950-ih. Zbog interkalativnih svojstava uzimanje tvari u prva tri mjeseca trudnoće dovodi do gore opisanih interkalatnih postupaka koji imaju dramatične učinke na embrionalni razvoj. Novorođenčad je rođena s teškim malformacijama udova ili unutarnjih organa.
Zbog interkalativnih svojstava, tvar blokira faktor rasta VEGF, tako da se zaustavlja stvaranje krvnih žila u embrionalnom razvoju. Budući da embrij posebno osjetljivo reagira na štetne utjecaje u prva tri mjeseca razvoja, pored malformacija, za to vrijeme može čak dovesti i do gubitka.
Osim takvih razornih posljedica, interkalativne tvari povezane su s kancerogenim, tj. Kancerogenim učinkom. To se odnosi, na primjer, na određene boje. Tu se ubraja etidijev bromid ili EtBr koji u molekularnoj genetici obojava nukleinske kiseline. Etidijev bromid ima empirijsku formulu C21H20BrN3 i interkalira između dva lanca DNA, tako da dolazi do bojenja.
Budući da boja apsorbira UV svjetlost u valnim duljinama od 254 do 366 nm i emitira narančastocrvenu svjetlost valnih duljina od 590 nm, nezamjenjiva je kao obojenik u molekularnoj genetici. Etidij bromidom mrlje DNK uzorke koji su prethodno razdvojeni pomoću agaroznog gela. Boja se dodaje u gel odmah. Na taj se način boja veže na DNK, čineći DNK vidljivim na specifičan način. Budući da je etil-bromid potencijalno kancerogen, potrebno je poduzeti odgovarajuće sigurnosne mjere da se spriječi izravni kontakt sa sluznicom ili kožom. Isto vrijedi za sve ostale, interkalatne tvari s kancerogenim učinkom.
