Алкілування

А Алкілування вказує на перехід алкільної групи з однієї молекули в іншу. Алкілування має мутагенний і канцерогенний ефект, оскільки ДНК і РНК часто атакуються і змінюються алкилирующими агентами. Так звані алкилирующие агенти використовуються в медицині, з одного боку, для інгібування росту клітин як цитостатиків, а з іншого - вони викликають рак або призводять до генетичного ураження потомства.

Що таке алкілування?

Деякі хімічні речовини розвивають мутагенну та канцерогенну дію завдяки їх здатності викликати алкілування. Під час алкілування алкільні групи переносяться. Метилювання - особливий випадок алкілування. Метильна група також належить до алкиленової групи. Однак метилювання завжди відбувається в організмі у фізіологічних умовах, тоді як алкільні групи з більш ніж одним атомом вуглецю в основному викликаються екзогенними речовинами.

Метилювання ДНК відповідає за епігенетичні зміни. Багато інших реакцій метилювання також мають місце в організмі. У процесі метильні групи переносяться на певні функціональні групи, такі як гідроксильні, аміно- або сульфгідрильні групи.

При перенесенні етилової, пропілової або навіть вищої ланцюгових алкільних груп генетичний матеріал особливо порушений. Чим більше алкільних груп, які зв'язуються з ДНК, тим частіше ламаються ланцюги ДНК. Крім того, різні пасма також можуть з'єднуватися між собою. Зрештою, алкіляції вищої ланцюга завжди призводять до змін у молекулах нуклеїнової кислоти. В результаті зміни нуклеїнової кислоти, серед іншого, пригнічується ріст клітин.

Функція та завдання

Завдяки інгібуючому росту алкіляцій можливе застосування в боротьбі з раком. Хоча алкилирующие сполуки є канцерогенними, вони також можуть зупинити безперешкодне зростання існуючих ракових клітин. Руйнуючи ДНК, ріст проліферуючих клітин (діляться клітини) переривається на так званих контрольних точках клітинного циклу. Клітина повільно відмирає. Це стосується як ракових клітин, так і клітин, які піддаються сильному зростанню в фізіологічних умовах, таких як імунні клітини, клітини слизової оболонки, кореневі клітини волосся і статеві клітини.

У кожній клітині відбуваються зміни в ДНК, але ефект та інтенсивність найбільша у проліферуючих клітинах. Тому клітини, які діляться особливо швидко, найбільше уражені. Це основа для селективного впливу цитостатиків на ракові клітини. Ось чому багато алкилирующих цитостатиків використовуються в раковій терапії як частина хіміотерапії.

При тривалому застосуванні цих речовин їх шкідливість збільшується, оскільки меншою мірою більш повільно зростаючі клітини генетично модифікуються. У спеціальному випадку метилювання ДНК також значною мірою метильована. Однак генетичних змін немає. Базова послідовність зберігається. Метильні групи пов'язані лише з цитидином. Метильовані ділянки ДНК неактивні, тому генетичний код тут вже не можна читати. Це призводить до епігенетичних змін у ДНК. Отже, ДНК модифікується, завдяки чому генетичний код зберігається.

Через епігенетичні зміни організм також змінюється у вигляді модифікацій фенотипу. Саме ці процеси відповідають за вплив навколишнього середовища на розвиток та вираження характерних властивостей, які не повністю визначаються генотипом. Диференціація окремих клітин на різні органи і тканини також пов'язана з епігенетичними змінами. Диференціація зумовлена ​​різною активністю генів у різних типах клітин.

Хвороби та недуги

В основі хіміотерапії лежить цитостатичний ефект алкілуючих речовин. У той же час, однак, сильні побічні ефекти хіміотерапевтичних препаратів зумовлені також їх алкилирующим ефектом. Ці активні інгредієнти розвивають терапевтичну дію проти раку завдяки впливу, що гальмує ріст на клітини. Ракові клітини ростуть найшвидше. Саме тому на них найбільше впливають.

Однак імунні клітини, клітини слизової оболонки або статеві клітини також порушені в рості. В результаті відомі побічні ефекти хіміотерапії проявляються у сприйнятливості до інфекції, нудоті, блювоті, анемії, випадінні волосся, сухості слизових оболонок та інших неприємних симптомах.

Важливими цитостатичними засобами для хіміотерапії є похідні гірчичних сполук азоту, алкилсульфонати, нітрозоуроки та різні інші групи речовин. Вони мають спільне вплив на ДНК, що руйнується в процесі. Всі активні компоненти можна використовувати для терапії раку, але мають відповідні неприємні побічні ефекти. Якщо здорова людина контактує з цими речовинами, підвищується їх ризик розвитку раку.

Короткостроковий ефект цих речовин полягає в припиненні ділення клітин і відмиранні клітин. Поступові зміни ДНК у повільно зростаючих клітинах також можуть призвести до їх перетворення в ракові клітини в довгостроковій перспективі.

Алкилирующие хімічні сполуки в промисловості та харчовій промисловості також мають канцерогенну та мутагенну дію. До них відносяться диметилсульфат у хімічній промисловості та холодні дезінфікуючі засоби, диметиловий гідрокарбонат та дієтикарбонат у харчовій промисловості.

Власні метиляції організму також можуть призвести до захворювань, якщо вони неправильні. Підвищена або знижена активність гена заснована на метилюванні ДНК. Однак, коли метилювання є дефектним, розвиваються захворювання. Наприклад, неправильна активація гена може призвести до пухлин. Це вірно, коли регуляторний ген для поділу клітин неактивний. Однак активація генів, яка зазвичай повинна бути неактивною, може призвести до переродження клітин. У різних пухлинах виявлено різні структури метилювання порівняно з відповідними здоровими тканинами. Не має значення, чи ступінь метилювання занадто сильна чи занадто слабка.