Wtręt

Plik Wtręt to włączenie cząstek, takich jak cząsteczki lub jony, do niektórych związków chemicznych, takich jak sieci krystaliczne. W biochemii termin ten jest związany z interkalacją cząstek między sąsiednimi parami zasad DNA, co może skutkować mutacjami siatki. Na przykład substancja talidomid ma właściwości interkalacyjne, co wywołało skandal związany z wadami rozwojowymi.

Jaka jest interkalacja?

W chemii przez interkalację rozumie się interkalację cząsteczek, jonów lub atomów w związkach chemicznych. Struktura cząstek pozostaje zasadniczo stała podczas procesu przechowywania. W chemii nieorganicznej interkalacja dotyczy przede wszystkim interkalacji cząstek między płaszczyznami sieci krystalicznej kryształów warstwy. W tym kontekście należy wspomnieć np. O interkalacji metalu alkalicznego w graficie, która tworzy nowe związki w postaci kompleksów interkalacyjnych. Związki interkalacyjne kryształów wymagają dużych sił oddziaływania w zaangażowanych warstwach i minimalnych sił między sąsiednimi warstwami.

W biochemii termin ten ponownie odnosi się do DNA. Podczas tego procesu pewne cząsteczki wprowadzają się do podwójnej helisy DNA, przeciskając się między sąsiednimi parami zasad.

Proces interkalacji biochemicznej nie jest procesem fizjologicznym. Jest to proces patofizjologiczny, który zakłóca replikację i transkrypcję DNA.

Interkalacja jest przyczynowo związana z mutacjami genetycznymi, które są głównie istotne w procesie replikacji. Rezultatem są wady rozwojowe poszczególnych tkanek. Oprócz właściwości mutagennych, interkalacja w sensie biochemicznym jest również rakotwórcza, tj. Rakotwórcza.

Związki o potencjale interkalacyjnym obejmują na przykład cytostatyki, które są stosowane w terapii raka. Stosowanie substancji interkalacyjnych powoduje uszkodzenie DNA podczas leczenia, co powoduje obumarcie guza.

Funkcja i zadanie

Podczas interkalacji biochemicznej cząsteczki DNA wprowadzają się do podwójnej helisy sąsiednich par zasad i zakłócają replikację i transkrypcję materiału genetycznego. W procesie replikacji interkalacja powoduje przede wszystkim mutacje rastrowe, które są również znane jako mutacje ramki odczytu, przesunięcia ramki odczytu lub mutacje przesunięcia ramki.

Podczas interkalacji wstawiane są (3n + 1) pary zasad, co fałszuje siatkę mRNA w DNA. W konsekwencji powstają zmutowane białka, których sekwencja aminokwasów jest zmieniona we wszystkich pozycjach z pozycji mutacji. Kodon stop jest wprowadzany na wczesnym etapie, co kończy syntezę białek pod względem translacji. Mutacje przesiewowe na końcu ramki odczytu czasami wydłużają polipeptyd, ponieważ utrudniają rozpoznanie fizjologicznego kodonu stop.

Ludzie odnoszą korzyści z procesów interkalacji głównie poprzez cytostatyki stosowane w leczeniu raka. Pomimo postępu medycyny ostatnich dziesięcioleci, cytostatyki są nadal uważane za najskuteczniejszą metodę leczenia raka złośliwego ze względu na ich interkalacyjne właściwości. Toksyczne substancje chemiczne są stosowane w chemioterapii i zakłócają, opóźniają lub uniemożliwiają cykl komórkowy komórek nowotworowych, tak że złośliwe komórki nie rozprzestrzeniają się ani nie rozprzestrzeniają.

Uszkodzenia DNA spowodowane interkalacją powodują aberracje chromosomów lub zakłócają rozwój aparatu wrzeciona. W ten sposób podział komórek docelowych zostaje spowolniony lub wyłączony.

Grupa cytostatyków obejmuje różne substancje o bardzo zróżnicowanej chemicznie budowie. Znanymi substancjami interkalacyjnymi tego typu są aktynomycyna, antracykliny czy daunorubicyna. Ludzie również odnoszą korzyści z zasady interkalacji w połączeniu z innymi narkotykami. Na przykład działanie chemioterapeutyczne antybiotyków przypisuje się połączeniu interkalacyjnemu.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Talidomid odpowiada pochodnej kwasu glutaminowego, która działa tłumiąco na ośrodkowy układ nerwowy, a oprócz działania immunosupresyjnego ma również działanie przeciwzapalne. Substancja jest uważana za interkalacyjną.

Ponieważ talidomid ma działanie uspokajające, nasenne, przeciwzapalne, hamujące wzrost guza i tworzenie naczyń krwionośnych, pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku został udostępniony prawie każdemu domowi jako Contergan®. Ze względu na swoje właściwości interkalacyjne, przyjmowanie substancji w pierwszych trzech miesiącach ciąży prowadzi do opisanych powyżej procesów interkalacyjnych, które mają dramatyczny wpływ na rozwój embrionalny. Noworodki urodziły się z ciężkimi wadami kończyn lub narządów wewnętrznych.

Ze względu na swoje właściwości interkalacyjne substancja blokuje czynnik wzrostu VEGF, dzięki czemu hamowane jest tworzenie się naczyń krwionośnych w rozwoju embrionalnym. Ponieważ zarodek reaguje szczególnie wrażliwie na szkodliwe wpływy w pierwszych trzech miesiącach rozwoju, oprócz wad rozwojowych w tym czasie może nawet zostać utracony.

Oprócz takich druzgocących konsekwencji, substancje interkalacyjne są związane z działaniem rakotwórczym, czyli rakotwórczym. Dotyczy to na przykład niektórych barwników. Należą do nich bromek etydyny lub EtBr, który w genetyce molekularnej barwi kwasy nukleinowe. Bromek etydyny ma wzór empiryczny C21H20BrN3 i interkaluje pomiędzy dwiema niciami DNA, tak że zachodzi barwienie.

Ponieważ barwnik absorbuje światło UV o długościach fal od 254 do 366 nm i emituje pomarańczowo-czerwone światło o długości fali 590 nm, jest niezastąpiony jako barwnik w genetyce molekularnej. Bromek etydyny barwi próbki DNA, które wcześniej oddzielono przy użyciu żelu agarozowego. Barwnik jest natychmiast dodawany do żelu. W ten sposób barwnik wiąże się z DNA, czyniąc DNA widocznym w określony sposób. Ponieważ bromek etydyny jest potencjalnie rakotwórczy, podczas jego stosowania należy podjąć odpowiednie środki bezpieczeństwa, aby zapobiec bezpośredniemu kontaktowi z błonami śluzowymi lub skórą. To samo dotyczy wszystkich innych substancji interkalacyjnych o działaniu rakotwórczym.