אלקילציה מאפיינת העברה של קבוצת אלקיל ממולקולה אחת לאחרת. לאלקילציות יש השפעות מוטגניות ומסרטנות, מכיוון ש- DNA ו- RNA מותקפים ומשתנים לעתים קרובות על ידי חומרים אלקיליים. החומרים המכונים אלקילציה משמשים ברפואה, מצד אחד, כדי לעכב את צמיחת התאים כמו ציטוסטטיקה ומנגד, הם טריגרים של סרטן או לגרום נזק תורשתי אצל הצאצאים.
מהי אלקילציה?
אלקילציה מאפיינת העברה של קבוצת אלקיל ממולקולה אחת לאחרת. לעתים קרובות, DNA ו- RNA מותקפים ומשתנים על ידי חומרים אלקיליים. חומרים כימיים מסוימים מפתחים השפעות מוטגניות ומסרטנות באמצעות יכולתם לעורר אלקילציה. אלקילציה כוללת העברה של קבוצות אלקיל. מקרה מיוחד של אלקילציות הוא מתילציה. קבוצת המתיל שייכת גם לאלקילים. עם זאת, מתילציות מתקיימות תמיד בתנאים פיזיולוגיים בגוף, בעוד קבוצות אלקיל עם יותר מאחת פַּחמָן אטום בדרך כלל נגרם על ידי חומרים זרים לגוף. מתילציות של DNA אחראיות לשינויים אפיגנטיים. בנוסף, תגובות אורגניות רבות אחרות מתרחשות גם באורגניזם. בתגובות אלה, קבוצות מתיל מועברות לקבוצות פונקציונליות ספציפיות כגון קבוצות הידרוקסי, אמינו או סולפהידריל. כאשר מועברות קבוצות אתיל, פרופיל או אפילו שרשרת גבוהה יותר, מושפע במיוחד החומר הגנטי. ככל שקבוצות אלקיל נקשרות יותר ל- DNA, כך בתדירות גבוהה גדילי ה- DNA נשברים. יתר על כן, גדילים שונים יכולים גם להיקשר זה לזה. לבסוף, אלקילציות בעלות שרשרת גבוהה יותר תמיד עוֹפֶרֶת לשינוי חומצת הגרעין מולקולות. כתוצאה משינויים של חומצת הגרעין, גידול התאים מעוכב בין היתר.
פונקציה ומשימה
בגלל ההשפעה המעכבת של הגדילה של אלקילציות, יישומים פוטנציאליים ב סרטן מוצע טיפול. למרות שלתרכובות אלקילינג יש השפעה מסרטנת, הן יכולות לעצור בו זמנית את הצמיחה הבלתי עכבה של הקיים סרטן תאים. על ידי השמדת ה- DNA, הצמיחה נקטעת בתאים מתרבים (תאים מחלקים) במחסומי המכונה של מחזור התא. התא מת לאט לאט. זה נכון לגבי תאים סרטניים כמו גם לגבי תאים שנמצאים בצמיחה חזקה בתנאים פיזיולוגיים, כמו תאים חיסוניים, תאים ריריים, שער תאי שורש ותאי נבט. בעוד ששינויים ב- DNA מתרחשים בכל תא, ההשפעה והעוצמה הם הגדולים ביותר בתאים מתרבים. התאים שמתחלקים במהירות במיוחד מושפעים אפוא ביותר. זהו הבסיס להשפעה הסלקטיבית של ציטוסטטי תרופות על תאים סרטניים. מסיבה זו משתמשים בסוכנים ציטוסטטיים אלקילטיביים רבים לסרטן תרפיה כחלק מ כימותרפיה. בשימוש ארוך טווח בחומרים אלה, מזיקתם עולה, מכיוון שתאים הגדלים לאט יותר גם הם מהונדסים גנטית במידה פחותה. במקרה המיוחד של מתילציה, ה- DNA מתיל גם במידה רבה. עם זאת, שום שינוי גנטי אינו מתרחש. רצף הבסיס נותר ללא שינוי. קבוצות מתיל קשורות רק לציטידין. האזורים המתיליים של ה- DNA אינם פעילים, כך שכבר לא ניתן לקרוא את הקוד הגנטי כאן. זה מוביל לשינויים אפיגנטיים ב- DNA. ה- DNA משתנה לפיכך, אך הקוד הגנטי נשאר שלם. בשל שינויים אפיגנטיים, הגוף גם משתנה בצורה של שינויים בפנוטיפ. תהליכים אלה הם שאחראים על השפעת הסביבה על היווצרותם וביטוים של תכונות אופייניות, אשר אינם נקבעים לחלוטין על ידי הגנוטיפ. ההתמיינות של תאים בודדים לאיברים ורקמות שונות קשורה גם לשינויים אפיגנטיים. בידול נגרם על ידי פעילות דיפרנציאלית של גנים בסוגי תאים שונים.
מחלות והפרעות
הבסיס של כימותרפיה מבוסס על ההשפעה הציטוסטטית של חומרים אלקיליים. יחד עם זאת, יחד עם זאת, תופעות הלוואי הקשות של חומרים כימותרפיים נובעות גם מהשפעותיהם האלקילציות. גורמים אלה מפעילים את השפעתם הטיפולית נגד סרטן עקב השפעתם המעכבת גדילה על התאים. תאים סרטניים לגדול הכי מהיר. לכן הם מושפעים ביותר. עם זאת, הצמיחה של תאי מערכת החיסון, תאי הרירית או תאי הנבט נפגעת. כתוצאה מכך תופעות הלוואי הידועות של כימותרפיה להתרחש, המתבטאים ברגישות לזיהום, בחילה, הקאה, אנמיה, אובדן שיער, ריריות יבשות ותופעות לא נעימות אחרות. חומרים ציטוסטטיים חשובים לכימותרפיה מייצגים נגזרות של חנקןתרכובות מאבדות, אלקילסולפונאטים, ניטרוסאוראה וקבוצות שונות של חומרים אחרים. המשותף לכולם הוא השפעה אלקילית על ה- DNA, שנהרסת תוך כדי. ניתן להשתמש בכל החומרים הפעילים לסרטן תרפיה, אך יש להם תופעות לוואי לא נעימות. אם אדם בריא בא במגע עם חומרים אלה, הסיכון שלו לחלות בסרטן עולה. ההשפעה לטווח הקצר של חומרים אלה היא לעצור את חלוקת התאים ולגרום למות התאים. השינויים ההדרגתיים ב- DNA בתאים הצומחים לאט יכולים גם כן עוֹפֶרֶת להפיכתם לתאים סרטניים בטווח הארוך יותר. תרכובות כימיות המסומנות בתעשייה ובתעשיית המזון מפעילות במקרים מסוימים השפעות מסרטנות ומוטגניות. אלה כוללים דימתיל סולפט בתעשייה הכימית קר מעקרים דימתיל דיקרבונט ודיאתיל דיקרבונט בתעשיית המזון. המתילציות של הגוף עצמו יכולות גם כן עוֹפֶרֶת למחלות אם הן מתרחשות באופן שגוי. לפיכך, גדל או ירד גֵן הפעילות מבוססת על מתילציה של ה- DNA. עם זאת, כאשר מתילציה לקויה, מתפתחות מחלות. לדוגמא, גידולים יכולים להתפתח כתוצאה משגוי גֵן הַפעָלָה. זה נכון אם רגולציה גֵן כי חלוקת התאים אינה פעילה. אך הפעלת גנים שבדרך כלל צריכים להיות לא פעילים יכולה גם להוביל לניוון התאים. בגידולים שונים נמצאו דפוסי מתילציה שונים לרקמות הבריאות המקבילות. לא משנה אם מידת המתילציה חזקה מדי או חלשה מדי.
