Αλκυλίωση

ΕΝΑ Αλκυλίωση υποδεικνύει τη μεταφορά μιας αλκυλομάδας από το ένα μόριο στο άλλο. Η αλκυλίωση έχει μεταλλαξιογόνο και καρκινογόνο δράση, επειδή το DNA και το RNA συχνά προσβάλλονται και αλλάζονται από αλκυλιωτικούς παράγοντες. Οι λεγόμενοι αλκυλιωτικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται αφενός στην ιατρική για να αναστέλλουν την ανάπτυξη των κυττάρων ως κυτταροστατικά και αφετέρου πυροδοτούν καρκίνο ή οδηγούν σε γενετική βλάβη στους απογόνους.

Τι είναι η αλκυλίωση;

Ορισμένες χημικές ουσίες αναπτύσσουν μεταλλαξιογόνες και καρκινογόνες επιδράσεις λόγω της ικανότητάς τους να προκαλούν αλκυλίωση. Κατά τη διάρκεια της αλκυλίωσης, οι αλκυλομάδες μεταφέρονται. Η μεθυλίωση είναι μια ειδική περίπτωση αλκυλίωσης. Η ομάδα μεθυλίου ανήκει επίσης στην ομάδα αλκυλενίου. Ωστόσο, η μεθυλίωση πραγματοποιείται πάντα στο σώμα υπό φυσιολογικές συνθήκες, ενώ οι αλκυλομάδες με περισσότερα από ένα άτομα άνθρακα προκαλούνται κυρίως από εξωγενείς ουσίες.

Η μεθυλίωση του DNA είναι υπεύθυνη για επιγενετικές αλλαγές. Πολλές άλλες αντιδράσεις μεθυλίωσης λαμβάνουν χώρα επίσης στον οργανισμό. Στη διαδικασία, οι ομάδες μεθυλίου μεταφέρονται σε συγκεκριμένες λειτουργικές ομάδες όπως υδροξυλ, αμινο ή σουλφυδρυλ ομάδες.

Όταν μεταφέρονται αιθυλ, προπυλ ή ακόμη και αλκυλ ομάδες υψηλότερης αλυσίδας, το γενετικό υλικό επηρεάζεται ιδιαίτερα. Όσο περισσότερες αλκυλομάδες συνδέονται με το DNA, τόσο πιο συχνά σπάζουν οι κλώνοι του DNA. Επιπλέον, διαφορετικά σκέλη μπορούν επίσης να συνδεθούν μεταξύ τους. Άλλωστε, οι αλκυλιώσεις υψηλότερης αλυσίδας οδηγούν πάντα σε αλλαγές στα μόρια νουκλεϊκού οξέος. Ως αποτέλεσμα των αλλαγών νουκλεϊκού οξέος, μεταξύ άλλων, αναστέλλεται η ανάπτυξη των κυττάρων.

Λειτουργία & εργασία

Λόγω του αποτελέσματος αναστολής της ανάπτυξης των αλκυλιώσεων, υπάρχουν πιθανές εφαρμογές για την καταπολέμηση του καρκίνου. Αν και οι αλκυλιωτικές ενώσεις είναι καρκινογόνες, μπορούν επίσης να σταματήσουν την ανεμπόδιστη ανάπτυξη των υπαρχόντων καρκινικών κυττάρων. Καταστρέφοντας το DNA, η ανάπτυξη πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων (διαιρούμενα κύτταρα) διακόπτεται στα λεγόμενα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου. Το κύτταρο πεθαίνει αργά. Αυτό ισχύει τόσο για καρκινικά κύτταρα όσο και για κύτταρα που υφίστανται ισχυρή ανάπτυξη υπό φυσιολογικές συνθήκες, όπως ανοσοκύτταρα, κύτταρα βλεννογόνου, κύτταρα ρίζας τρίχας και βλαστικά κύτταρα.

Σε κάθε κύτταρο υπάρχουν αλλαγές στο DNA, αλλά η επίδραση και η ένταση είναι μεγαλύτερη στα πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα. Τα κύτταρα που διαιρούνται ιδιαίτερα γρήγορα επηρεάζονται επομένως περισσότερο. Αυτή είναι η βάση για την επιλεκτική επίδραση των κυτταροστατικών στα καρκινικά κύτταρα. Αυτός είναι ο λόγος που πολλά αλκυλιωτικά κυτταροστατικά χρησιμοποιούνται στη θεραπεία του καρκίνου στο πλαίσιο της χημειοθεραπείας.

Με τη μακροχρόνια χρήση αυτών των ουσιών, η βλαπτικότητά τους αυξάνεται, καθώς σε μικρότερο βαθμό, τα κύτταρα που αναπτύσσονται πιο αργά τροποποιούνται γενετικά. Στην ειδική περίπτωση μεθυλίωσης, το DNA μεθυλιώνεται επίσης σε μεγάλο βαθμό. Ωστόσο, δεν υπάρχει γενετική αλλαγή. Η βασική ακολουθία διατηρείται. Οι ομάδες μεθυλίου συνδέονται μόνο με την κυτιδίνη. Οι μεθυλιωμένες περιοχές του DNA είναι ανενεργές, έτσι ώστε ο γενετικός κώδικας να μην μπορεί πλέον να διαβαστεί εδώ. Αυτό οδηγεί σε επιγενετικές αλλαγές στο DNA. Έτσι το DNA τροποποιείται, με τον οποίο διατηρείται ο γενετικός κώδικας.

Λόγω επιγενετικών αλλαγών, το σώμα αλλάζει επίσης με τη μορφή τροποποιήσεων του φαινοτύπου. Ακριβώς αυτές οι διαδικασίες είναι υπεύθυνες για την επίδραση του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη και έκφραση χαρακτηριστικών ιδιοτήτων που δεν καθορίζονται πλήρως από τον γονότυπο. Η διαφοροποίηση των επιμέρους κυττάρων σε διαφορετικά όργανα και ιστούς έχει επίσης σχέση με επιγενετικές αλλαγές. Η διαφοροποίηση προκαλείται από τη διαφορετική δραστηριότητα των γονιδίων σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.

Ασθένειες και παθήσεις

Η βάση της χημειοθεραπείας βασίζεται στην κυτταροστατική επίδραση των αλκυλιωτικών ουσιών. Ταυτόχρονα, ωστόσο, οι ισχυρές παρενέργειες των χημειοθεραπευτικών φαρμάκων οφείλονται επίσης στην αλκυλιωτική τους δράση. Αυτά τα δραστικά συστατικά αναπτύσσουν τη θεραπευτική τους δράση κατά του καρκίνου λόγω της ανασταλτικής τους επίδρασης στα κύτταρα. Τα καρκινικά κύτταρα αναπτύσσονται ταχύτερα. Γι 'αυτό επηρεάζονται περισσότερο.

Ωστόσο, τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, τα κύτταρα των βλεννογόνων μεμβρανών ή τα βλαστικά κύτταρα είναι επίσης μειωμένα στην ανάπτυξη. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν οι γνωστές παρενέργειες της χημειοθεραπείας, οι οποίες εκδηλώνονται σε ευαισθησία σε λοίμωξη, ναυτία, έμετο, αναιμία, τριχόπτωση, ξηρές βλεννογόνες μεμβράνες και άλλα δυσάρεστα συμπτώματα.

Σημαντικά κυτταροστατικά για χημειοθεραπεία είναι παράγωγα αζωτούχων μουστάρδων, αλκυλοσουλφονικών, νιτροουρεών και διαφόρων άλλων ομάδων ουσιών. Αυτό που έχουν όλοι κοινό είναι ένα αλκυλιωτικό αποτέλεσμα στο DNA, το οποίο καταστρέφεται κατά τη διαδικασία. Όλα τα δραστικά συστατικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θεραπεία καρκίνου, αλλά έχουν τις αντίστοιχες δυσάρεστες παρενέργειες. Εάν ένα υγιές άτομο έρθει σε επαφή με αυτές τις ουσίες, αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης καρκίνου.

Το βραχυπρόθεσμο αποτέλεσμα αυτών των ουσιών είναι να σταματήσει η κυτταρική διαίρεση και τα κύτταρα να πεθάνουν. Οι βαθμιαίες αλλαγές στο DNA σε αργά αναπτυσσόμενα κύτταρα μπορούν επίσης να οδηγήσουν στη μετατροπή τους σε καρκινικά κύτταρα μακροπρόθεσμα.

Επίσης, οι αλκυλιωτικές χημικές ενώσεις στη βιομηχανία και στη βιομηχανία τροφίμων αναπτύσσουν μερικές φορές καρκινογόνες και μεταλλαξιογόνες επιδράσεις. Αυτά περιλαμβάνουν το θειικό διμεθυλεστέρα στη χημική βιομηχανία και τα κρύα απολυμαντικά διμεθυλο-ανθρακικό διμεθυλεστέρα και δι-ανθρακικό διαιθύλιο στη βιομηχανία τροφίμων.

Οι μεθυλιώσεις του ίδιου του σώματος μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε ασθένειες εάν είναι λανθασμένες. Η αυξημένη ή μειωμένη γονιδιακή δραστηριότητα βασίζεται στη μεθυλίωση του DNA. Ωστόσο, όταν η μεθυλίωση είναι ελαττωματική, αναπτύσσονται ασθένειες. Η λανθασμένη ενεργοποίηση γονιδίων μπορεί να οδηγήσει σε όγκους, για παράδειγμα. Αυτό ισχύει όταν ένα ρυθμιστικό γονίδιο για την κυτταρική διαίρεση είναι ανενεργό. Η ενεργοποίηση γονιδίων που κανονικά θα πρέπει να είναι ανενεργά μπορεί επίσης να οδηγήσει σε εκφυλισμό των κυττάρων. Διαφορετικά σχήματα μεθυλίωσης βρέθηκαν σε διάφορους όγκους σε σύγκριση με τους αντίστοιχους υγιείς ιστούς. Δεν έχει σημασία αν ο βαθμός μεθυλίωσης είναι πολύ ισχυρός ή πολύ αδύναμος.