Alchilarea

A Alchilarea indică transferul unei grupări alchil de la o moleculă la alta. Alchilarea are un efect mutagen și cancerigen, deoarece ADN-ul și ARN-ul sunt adesea atacate și schimbate de agenți de alchilare. Așa-numiții agenți de alchilare sunt folosiți în medicină, pe de o parte, pentru a inhiba creșterea celulelor ca citostatice și, pe de altă parte, declanșează cancer sau provoacă daune genetice la urmași.

Ce este alchilarea?

Anumite substanțe chimice dezvoltă efecte mutagene și cancerigene datorită capacității lor de a provoca alchilarea. În timpul alchilării, grupele alchil sunt transferate. Metilarea este un caz special de alchilare. Gruparea metil aparține, de asemenea, grupării alchilen. Cu toate acestea, metilările au loc întotdeauna în organism în condiții fiziologice, în timp ce grupările alchil cu mai mult de un atom de carbon sunt de obicei cauzate de substanțe exogene.

Metilarea ADN-ului este responsabilă de modificările epigenetice. Multe alte reacții de metilare au loc și în organism. În proces, grupările metil sunt transferate la anumite grupări funcționale, cum ar fi grupările hidroxil, amino sau sulfhidril.

Atunci când sunt transferate grupări etilice, propilice sau chiar alchil cu catenă superioară, materialul genetic este afectat în special. Cu cât sunt mai multe grupe alchil care se leagă de ADN, cu atât mai des catenele de ADN se rup. Mai mult, diferite fire pot fi, de asemenea, conectate între ele. La urma urmei, alchilările cu lanț superior conduc întotdeauna la modificări ale moleculelor de acid nucleic. Ca urmare a schimbărilor de acid nucleic, printre altele, creșterea celulelor este inhibată.

Funcție și sarcină

Datorită efectului de inhibare a creșterii alchilărilor, există posibile aplicații în lupta împotriva cancerului. Deși compușii alchilanți sunt cancerigeni, ei pot, de asemenea, opri creșterea neinhibată a celulelor canceroase existente. Distrugând ADN-ul, creșterea celulelor proliferare (celulele divizante) este întreruptă în așa-numitele puncte de control ale ciclului celular. Celula moare încet. Acest lucru se aplică atât celulelor canceroase, cât și celulelor care sunt supuse unei creșteri puternice în condiții fiziologice, precum celulele imune, celulele mucoasei, celulele rădăcinii părului și celulele germinale.

În fiecare celulă există schimbări în ADN, dar efectul și intensitatea sunt cele mai mari în celulele care se proliferează. Celulele care se divizează deosebit de rapid sunt, prin urmare, cele mai afectate. Aceasta este baza efectului selectiv al citostatice asupra celulelor canceroase. De aceea multe citostatice alchilante sunt utilizate în terapia cancerului ca parte a chimioterapiei.

Odată cu utilizarea pe termen lung a acestor substanțe, nocivitatea lor crește, deoarece, într-o măsură mai mică, celulele care cresc mai lent sunt modificate genetic. În cazul special al metilării, ADN-ul este, de asemenea, metilat într-o mare măsură. Cu toate acestea, nu există nici o schimbare genetică. Secvența de bază este păstrată. Grupările metil sunt legate doar de citidină. Zonele metilate ale ADN-ului sunt inactive, astfel încât codul genetic nu mai poate fi citit aici. Aceasta duce la modificări epigenetice în ADN. Deci ADN-ul este modificat, prin care se păstrează codul genetic.

Datorită modificărilor epigenetice, corpul se modifică și sub forma modificărilor fenotipului. Tocmai aceste procese sunt responsabile pentru influența mediului asupra dezvoltării și exprimării proprietăților caracteristice care nu sunt complet determinate de genotip. Diferențierea celulelor individuale în diferite organe și țesuturi are de asemenea legătură cu modificările epigenetice. Diferențierea este cauzată de activitatea diferită a genelor din diferite tipuri de celule.

Boli și afecțiuni

Baza chimioterapiei se bazează pe efectul citostatic al substanțelor alchilante. În același timp, însă, efectele secundare puternice ale agenților chimioterapeutici se datorează și efectului alchilant. Aceste ingrediente active își dezvoltă efectul terapeutic împotriva cancerului datorită influenței lor care inhibă creșterea asupra celulelor. Celulele canceroase cresc cel mai rapid. Acesta este motivul pentru care sunt cei mai influențați.

Cu toate acestea, celulele imune, celulele mucoase sau celulele germinale sunt, de asemenea, afectate de creștere. Ca urmare, efectele secundare cunoscute ale chimioterapiei se manifestă în sensibilitatea la infecție, greață, vărsături, anemie, căderea părului, mucoase uscate și alte simptome neplăcute.

Agenții citostatici importanți pentru chimioterapie sunt derivații compușilor de muștar de azot, alchil-sulfonați, nitrozoree și diferite alte grupuri de substanțe. Toate ingredientele active pot fi utilizate pentru terapia cancerului, dar au efectele neplăcute corespunzătoare. Dacă o persoană sănătoasă intră în contact cu aceste substanțe, riscul de a dezvolta cancer crește.

Efectul pe termen scurt al acestor substanțe este de a opri diviziunea celulară și celulele să moară. Modificările treptate ale ADN-ului în celulele cu creștere lentă pot duce, de asemenea, la conversia lor în celule canceroase pe termen lung.

Compușii chimici alchilatori din industrie și industria alimentară au, de asemenea, efecte cancerigene și mutagene. Acestea includ sulfat de dimetil din industria chimică și dezinfectanții reci bicarbonat de dimetil și bicarbonat de dietil în industria alimentară.

Metilările proprii ale corpului pot duce, de asemenea, la boli dacă sunt incorecte. Creșterea sau scăderea activității genice se bazează pe metilarea ADN-ului. Cu toate acestea, când metilarea este defectă, bolile se dezvoltă. Activarea incorectă a genelor poate duce la tumori, de exemplu. Acest lucru este valabil atunci când o genă regulatoare pentru diviziunea celulară este inactivă. Cu toate acestea, activarea genelor care ar trebui să fie în mod normal inactive poate duce la degenerarea celulelor. În diferite tumori au fost găsite diferite modele de metilare în comparație cu țesuturile sănătoase corespunzătoare. Nu contează dacă gradul de metilare este prea puternic sau prea slab.