אינטראקציה: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

Intercalation הוא intercalation של חלקיקים כגון מולקולות או יונים לתרכובות כימיות מסוימות כגון סריגי קריסטל. בביוכימיה, המונח קשור בהחלפת חלקיקים בין זוגות בסיס סמוכים של DNA, אשר עלולים לגרום למוטציות של סריג. תכונות בין-קלריות ניכרות, למשל, בחומר תלידומיד, שהוליד שערוריית מום.

מה זה אינטרקלציה?

Intercalation הוא שילוב של חלקיקים כגון מולקולות או יונים לתרכובות כימיות מסוימות כגון סריגי קריסטל. בכימיה, intercalation הוא intercalation של מולקולות, יונים או אטומים לתרכובות כימיות. מבנה החלקיקים נשאר קבוע בעיקרו במהלך תהליך ההחלמה. בכימיה אנאורגנית, intercalation מתייחס בעיקר intercalation של חלקיקים בין מישורי סריג קריסטל של גבישי שכבות. בהקשר זה, למשל, intercalation של מתכת אלקלית בגרפיט מוליד תרכובות חדשות בצורה של קומפלקסים intercalation. תרכובות אינטראקציה של גבישים דורשות כוחות אינטראקציה גדולים בשכבות המעורבות ומינימליות בין שכבות סמוכות. בביוכימיה המושג מתייחס שוב ל- DNA. בתהליך, מולקולות מסוימות מכניסות את עצמן לסליל הכפול של ה- DNA על ידי כריכת עצמן בין זוגות שכנים בסיסים. תהליך ההשתלבות הביוכימית אינו תהליך פיזיולוגי. זהו תהליך פתופיזיולוגי המשבש את שכפול ה- DNA ותעתיקו. אינטראקלאציה קשורה באופן סיבתי למוטציות גנטיות הרלוונטיות בעיקר בתהליך השכפול. התוצאה היא מומים ברקמות בודדות. בנוסף לתכונות מוטגניות, נאמר כי אינטראקלאציה במובן הביוכימי היא מסרטנת, כלומר סרטן-גורמים, נכסים. תרכובות עם פוטנציאל בין-קלטיבי כוללות, למשל, ציטוסטטיקה, המשמשים ב- סרטן תרפיה. באמצעות חומרים בין-קלטיביים, נגרם נזק ל- DNA כחלק מהטיפול וגורם למות הגידול.

פונקציה ומשימה

בהשתלבות ביוכימית, מולקולות בתוך ה- DNA מחדירות את עצמן לסליל הכפול של צמדי בסיס סמוכים ומפריעות לשכפול ושעתוק של חומר גנטי. בתהליך השכפול אינטרקלאציה גורמת בעיקר למוטציות מסגור, הידועות גם בשם מוטציות של מסגרת קריאה, תזוזות מסגרת קריאה או מוטציות של שינוי מסגרת. אינטראקציה גורמת אפוא להכנסת זוגות בסיס (3n +1), אשר מעוותים את רשת ה- mRNA ב- DNA. כתוצאה מכך, מוטציה חלבונים נוצרים שרצף חומצות האמינו שלהם משתנה בכל העמדות ממצב המוטציה. לפיכך, קודון עצירה מוצג בשלב מוקדם, המפסיק את סינתזת החלבון מבחינת התרגום. מוטציות רסטר לקראת סוף מסגרת הקריאה מאריכות לפעמים את הפוליפפטיד מכיוון שהן מקשות על ההכרה בקודון העצירה הפיזיולוגי. בני אדם נהנים מתהליכי אינטראקציה בעיקר באמצעות ציטוסטטי תרופות משמש לטיפול סרטן. למרות ההתקדמות הרפואית בעשורים האחרונים, ציטוסטטיקה, בשל תכונותיהם הבין-קלטיביות, עדיין נחשבים לעיתים לטיפול היעיל ביותר בסרטן ממאיר. נעשה שימוש בחומרים הכימיים הרעילים כימותרפיה ומשבשים, מעכבים או מונעים את מחזור התאים של תאי הגידול, כך שהתאים הממאירים כבר לא מתפשטים או מתפזרים. נזק ה- DNA הנגרם כתוצאה מהאינטרקלציה גורם לסטיות כרומוזומליות או לשבש את היווצרות מכשיר הציר. בדרך זו, חלוקת תאי המטרה מואטת או מכובה. קבוצת הציטוסטטים תרופות כולל חומרים שונים עם מבנים שונים מאוד מבחינה כימית. חומרים בין-קלטיביים ידועים מסוג זה הם אקטינומיצין, אנתרציקלינים או דאונורוביצין. האדם גם מרוויח מעיקרון ההשתלבות בקשר לאחר תרופות. לדוגמא, ההשפעה הכימותרפית של אַנְטִיבִּיוֹטִיקָה מיוחס גם לקשר הבין-ציוני.

מחלות ומחלות

תלידומיד תואם נגזרת של חומצה גלוטמית שמשפיעה על הדיכאון על המרכז מערכת העצבים ומראה השפעות אנטי דלקתיות בנוסף להשפעות חיסוניות. החומר נחשב בין קלקלטיבי. מכיוון שיש לתלידומיד סם הרגעה, מקדם שינה, נוגד דלקת, גידול נגד גידולים דם בהשפעות מעכבות של יצירת כלי הדם, הוא הועמד לרשות כמעט כל בית כמו תלידומיד בסוף שנות החמישים. עם זאת, בשל תכונותיו הבין-קלטיביות, בליעת החומר בשלושת החודשים הראשונים של הֵרָיוֹן מוביל לתהליכי התערובת המתוארים לעיל, אשר מראים השפעות דרמטיות על ההתפתחות העוברית. הילודים נולדו עם מומים קשים בגפיים או איברים פנימיים. בשל תכונותיו הבין-קלטיביות, החומר חוסם את גורם הצמיחה VEGF, כך היווצרות דם כלי בהתפתחות עוברית מעוכבת. מאז עובר רגיש במיוחד להשפעות מזיקות בשלושת החודשים הראשונים להתפתחות, בנוסף למומים, הפלה עלול להתרחש אפילו בתקופה זו. מלבד השלכות כה הרסניות, חומרים בין-קלטיביים קשורים לאפקט מסרטן. זה חל, למשל, על מסוימים צבעים. אלה כוללים אתידיום ברומיד או EtBr, שמכתים חומצת גרעין במולקולרית גנטיקה. לאתידיום ברומיד הנוסחה המולקולרית C21H20BrN3 והוא משתלב בין שני גדילי ה- DNA, וכתוצאה מכך מכתים. מכיוון שהצבע סופג אור UV באורכי גל בין 254 ל- 366 ננומטר ופולט אור כתום-אדום באורכי גל של 590 ננומטר, אין לו תחליף כסוכן צביעה במולקולריות. גנטיקה. אתידיום ברומיד מכתים דגימות DNA שהופרדו בעבר באמצעות ג'ל agarose. הצבע מתווסף ישירות לג'ל. התוצאה היא קישור הצבע ל- DNA, מה שהופך את ה- DNA לגלוי באופן ספציפי. מאחר שאתידיום ברומיד עלול להיות מסרטן, בטיחות מתאימה אמצעים יש ליטול במהלך השימוש כדי למנוע מגע ישיר עם רירית or עור. כנ"ל לגבי כל שאר החומרים הבין קלטיביים עם השפעות מסרטנות.