Intercalare

Intercalare este încorporarea particulelor, cum ar fi molecule sau ioni, în anumiți compuși chimici, cum ar fi rețelele de cristal. În biochimie, termenul este asociat cu intercalarea particulelor între perechile de baze vecine ale ADN-ului, ceea ce poate duce la mutații ale grilei. Substanța talidomidă, de exemplu, are proprietăți intercalative, ceea ce a provocat un scandal de malformație.

Ce este intercalarea?

În chimie, intercalarea este înțeleasă ca intercalarea moleculelor, ionilor sau atomilor din compușii chimici. Structura particulelor rămâne esențial constantă în timpul procesului de depozitare. În chimia anorganică, intercalarea se referă în primul rând la intercalarea particulelor între planurile de zăpadă ale cristalelor stratului. În acest context, ar trebui menționată intercalarea unui metal alcalin în grafit, care creează noi compuși sub formă de complexe de intercalație. Compușii de intercalație ai cristalelor necesită forțe de interacțiune mari în straturile implicate și forțe minime între straturile adiacente.

În biochimie, termenul se referă din nou la ADN. În timpul procesului, anumite molecule se introduc în dubla helixă a ADN-ului prin strângerea dintre perechile de baze vecine.

Procesul de intercalație biochimică nu este un proces fiziologic. Este un proces fiziopatologic care perturbă replicarea și transcrierea ADN-ului.

Intercalarea este asociată cauzal cu mutații genetice care sunt predominant relevante în procesul de replicare. Rezultatul este malformațiile țesuturilor individuale. În afară de proprietățile mutagene, se spune că intercalarea în sens biochimic este cancerigenă, adică cancerigenă.

Compușii cu potențial intercalativ includ, de exemplu, citostatice care sunt utilizate în terapia cancerului. Folosind substanțe intercalative, deteriorarea ADN-ului este cauzată în timpul tratamentului, ceea ce face ca tumoarea să moară.

Funcție și sarcină

În timpul intercalării biochimice, moleculele din ADN se introduc în dubla helix a perechilor de baze vecine și perturbă replicarea și transcrierea materialului genetic. În procesul de replicare, intercalarea provoacă în primul rând mutații raster, care sunt cunoscute și sub denumirea de mutații ale cadrului de citire, schimbarea cadrelor de citire sau mutațiile schimbării cadrului.

În timpul intercalării, (3n + 1) se introduc perechi de baze, ceea ce falsifică grila mARN în ADN. În consecință, se formează proteine ​​mutate a căror secvență de aminoacizi este schimbată în toate pozițiile din poziția mutației. Un codon stop este introdus într-un stadiu incipient, care pune capăt sintezei proteinelor din punct de vedere al traducerii. Mutațiile ecranului spre sfârșitul cadrului de citire alungesc uneori polipeptida, deoarece îngreunează recunoașterea codonului de oprire fiziologică.

Oamenii beneficiază de procese de intercalație în primul rând prin citostatice care sunt utilizate pentru tratamentul cancerului. În ciuda progresului medical din ultimele decenii, citostatice sunt încă considerate a fi cea mai eficientă metodă de tratament pentru cancerul malign datorită proprietăților lor intercalative. Substanțele chimice toxice sunt utilizate în chimioterapie și perturbă, întârzie sau împiedică ciclul celular al celulelor tumorale, astfel încât celulele maligne să nu se mai răspândească sau să se răspândească.

Deteriorarea ADN cauzată de intercalare provoacă aberații cromozomiale sau perturbă dezvoltarea aparatului fusului. În acest fel, divizarea celulelor țintă este încetinită sau oprită.

Grupul de citostatice include diferite substanțe cu structuri chimice foarte diferite. Substanțele cunoscute de acest tip sunt actinomicina, antraciclinele sau daunorubicina. De asemenea, oamenii beneficiază de principiul intercalării în legătură cu alte medicamente. De exemplu, efectul chimioterapeutic al antibioticelor este atribuit conexiunii de intercalație.

Vă puteți găsi medicamentul aici

Boli și afecțiuni

Talidomida corespunde unui derivat al acidului glutamic care are un efect de amortizare asupra sistemului nervos central și, pe lângă imunosupresiv, are și efecte antiinflamatorii. Substanța este considerată a fi intercalativă.

Deoarece talidomida are un efect calmant, care favorizează somnul, inflamația, creșterea tumorii și inhibarea formării vaselor de sânge, a fost pusă la dispoziția aproape tuturor gospodăriilor sub formă de Contergan® la sfârșitul anilor 1950 Datorită proprietăților sale intercalative, preluarea substanței în primele trei luni de sarcină duce la procesele de intercalație descrise mai sus, care au efecte dramatice asupra dezvoltării embrionare. Nou-născuții s-au născut cu malformații severe ale membrelor sau ale organelor interne.

Datorită proprietăților sale intercalative, substanța blochează factorul de creștere VEGF, astfel încât formarea vaselor de sânge în dezvoltarea embrionară este inhibată. Deoarece embrionul reacționează deosebit de sensibil la influențele nocive în primele trei luni de dezvoltare, pe lângă malformații, poate duce chiar la pierderi în acest timp.

În afară de astfel de consecințe devastatoare, substanțele intercalative sunt asociate cu un efect cancerigen, adică cancerigen. Acest lucru se aplică, de exemplu, pentru anumiți coloranți. Acestea includ bromura de etidiu sau EtBr, care în genetica moleculară colorează acizii nucleici. Bromura de etidiu are formula empirică C21H20BrN3 și se intercalează între cele două catene de ADN, astfel încât apare colorarea.

Deoarece colorantul absoarbe lumina UV în lungimi de undă de la 254 până la 366 nm și emite lumină de culoare roșu-portocaliu cu lungimi de undă de 590 nm, este de neînlocuit ca un colorant în genetica moleculară. Bromura de etidiu colora probele de ADN care au fost anterior separate prin utilizarea unui gel de agaroză. Colorantul este adăugat imediat în gel. În acest fel, colorantul se leagă de ADN, făcând ADN-ul vizibil într-un mod specific. Deoarece bromura de etidiu este potențial cancerigenă, trebuie luate măsuri de siguranță adecvate atunci când se utilizează pentru a preveni contactul direct cu mucoasele sau pielea. Același lucru este valabil și pentru toate celelalte substanțe intercalative cu efecte cancerigene.