Interkalacija je interkalacija čestica kao što su molekule ili ioni u određene kemijske spojeve kao što su kristalne rešetke. U biokemiji je taj izraz povezan s interkalizacijom čestica između susjednih baznih parova DNA, što može rezultirati mutacijama rešetke. Interkalarna svojstva posjeduje, na primjer, tvar talidomid, koja je stvorila skandal s malformacijama.
Što je interkalacija?
Interkalacija je ugrađivanje čestica kao što su molekule ili ioni u određene kemijske spojeve kao što su kristalne rešetke. U kemiji je interkalacija interkalacija molekule, ioni ili atomi u kemijske spojeve. Struktura čestica ostaje u osnovi konstantna tijekom procesa interkalacije. U anorganskoj kemiji interkalacija se prvenstveno odnosi na interkalaciju čestica između ravnina kristalne rešetke slojevitih kristala. U tom kontekstu, na primjer, interkalacija alkalijskog metala u grafitu daje nove spojeve u obliku interkalacijskih kompleksa. Interkalacijski spojevi kristala zahtijevaju velike sile interakcije u zahvaćenim slojevima i minimalne one između susjednih slojeva. U biokemiji se taj pojam opet odnosi na DNA. U tom se procesu određene molekule umetnu u dvostruku spiralu DNA postavljanjem sendviča između parova susjednih baze. Proces biokemijske interkalacije nije fiziološki proces. To je patofiziološki proces koji remeti replikaciju i transkripciju DNA. Interkalacija je uzročno povezana s genetskim mutacijama koje su pretežno relevantne u procesu replikacije. Rezultat su malformacije pojedinih tkiva. Uz mutagena svojstva, rečeno je da interkalacija u biokemijskom smislu ima i kancerogenu, tj Raka-uzročno, svojstva. Spojevi s interkalativnim potencijalom uključuju, na primjer, citostatika, koji se koriste u Raka terapija. Pomoću interkalativnih supstanci uzrokuje se oštećenje DNA kao dio liječenja, zbog čega tumor umire.
Funkcija i zadatak
Tijekom biokemijske interkalacije, molekule unutar DNA umetnu se u dvostruku zavojnicu susjednih baznih parova i ometaju replikaciju i transkripciju genetskog materijala. U procesu replikacije interkalacija prvenstveno uzrokuje mutacije kadriranja, poznate i kao mutacije okvira za čitanje, pomicanje okvira za čitanje ili mutacije pomicanja okvira. Interkalacija tako rezultira umetanjem (3n +1) parova baza, što iskrivljuje mrežu mRNA u DNA. Kao posljedica toga, mutirani proteini nastaju čija se aminokiselinska sekvenca mijenja u svim položajima s položaja mutacije. Tako se rano uvodi stop kodon koji završava sintezu proteina u smislu translacije. Rasterske mutacije prema kraju okvira za čitanje ponekad izdužuju polipeptid jer otežavaju prepoznavanje fiziološkog stop kodona. Ljudi imaju koristi od procesa interkalacije prvenstveno putem citostatika droge koristi se za liječenje Raka. Unatoč medicinskom napretku posljednjih desetljeća, citostatika, zbog svojih interkalativnih svojstava, još uvijek se smatraju ponekad najučinkovitijim liječenjem zloćudnog karcinoma. Otrovne kemijske tvari koriste se u kemoterapija i poremetiti, odgoditi ili spriječiti stanični ciklus tumorskih stanica, tako da se maligne stanice više ne šire ili ne šire. Oštećenje DNA uzrokovano interkalizacijom rezultira kromosomskim aberacijama ili ometa stvaranje vretenastog aparata. Na taj se način usporava ili isključuje dioba ciljnih stanica. Skupina citostatika droge uključuje razne tvari kemijski vrlo različite strukture. Poznate interkalativne supstance ove vrste su aktinomicin, antraciklini ili daunorubicin. Čovjek također ima koristi od načela interkalacije u vezi s drugima droge. Na primjer, kemoterapijski učinak antibiotici također se pripisuje interkalacionoj vezi.
Bolesti i tegobe
Talidomid odgovara derivatu glutaminske kiseline koji djeluje depresivno na središnju živčani sustav i pokazuje protuupalno djelovanje uz imunosupresivno djelovanje. Tvar se smatra interkalativnom. Budući da talidomid ima sedativ, poticanje sna, protuupalni, protutumorski rast i krv inhibitorni učinci stvaranja posuda, dostupan je gotovo svakom kućanstvu kao talidomid krajem 1950-ih. Međutim, zbog svojih interkalativnih svojstava, gutanje tvari tijekom prva tri mjeseca trudnoća dovodi do gore opisanih procesa interkalacije koji pokazuju dramatične učinke na embrionalni razvoj. Novorođenčad su rođena s teškim malformacijama udova ili unutarnji organi. Zbog svojih interkalativnih svojstava tvar blokira faktor rasta VEGF, tako da nastaje krv posuđe u embrionalnom razvoju je inhibiran. Budući da je zametak je posebno osjetljiv na štetne utjecaje tijekom prva tri mjeseca razvoja, pored malformacija, abortus mogu se čak pojaviti u tom periodu. Osim takvih razornih posljedica, interkalativne tvari povezane su s kancerogenim učinkom. To se primjerice odnosi na određene boje. Tu spadaju etidij bromid ili EtBr, koji molekularno boje nukleinsku kiselinu genetika. Etidijev bromid ima molekularnu formulu C21H20BrN3 i interkalira između dva lanca DNA, što rezultira bojenjem. Budući da boja upija UV svjetlost u valnim duljinama od 254 do 366 nm i emitira narančasto-crvenu svjetlost s valnim duljinama od 590 nm, nezamjenjiva je kao sredstvo za bojenje u molekularnim genetika. Etidij bromid boji uzorke DNA koji su prethodno odvojeni agaroznim gelom. Boja se dodaje izravno u gel. To rezultira vezivanjem boje za DNK, čineći DNK vidljivom na specifičan način. Budući da je etidij bromid potencijalno kancerogen, odgovarajuća sigurnost mjere mora se uzimati tijekom uporabe kako bi se spriječio izravan kontakt s sluznica or koža. Isto se odnosi na sve ostale interkalativne tvari s kancerogenim učinkom.
