Interkalasi

Itu Interkalasi adalah penggabungan partikel seperti molekul atau ion dalam senyawa kimia tertentu seperti kisi kristal. Dalam biokimia, istilah ini dikaitkan dengan interkalasi partikel antara pasangan basa tetangga DNA, yang dapat menyebabkan mutasi kisi. Zat thalidomide, misalnya, memiliki sifat interkalatif, yang menyebabkan skandal malformasi.

Apa interkalasi?

Dalam kimia, interkalasi dipahami sebagai interkalasi molekul, ion, atau atom dalam senyawa kimia. Struktur partikel pada dasarnya tetap konstan selama proses penyimpanan. Dalam kimia anorganik, interkalasi terutama mengacu pada interkalasi partikel antara bidang kisi kristal dari lapisan kristal. Dalam konteks ini, interkalasi logam alkali dalam grafit harus disebutkan, misalnya, yang menciptakan senyawa baru dalam bentuk kompleks interkalasi. Senyawa interkalasi kristal membutuhkan gaya interaksi yang besar pada lapisan yang terlibat dan gaya minimal antar lapisan yang berdekatan.

Dalam biokimia, istilah itu kembali mengacu pada DNA. Selama proses tersebut, molekul tertentu memasukkan dirinya ke dalam heliks ganda DNA dengan menekan di antara pasangan basa yang bertetangga.

Proses interkalasi biokimia bukanlah proses fisiologis. Ini adalah proses patofisiologis yang mengganggu replikasi dan transkripsi DNA.

Interkalasi secara kausal terkait dengan mutasi genetik yang sebagian besar relevan dalam proses replikasi. Hasilnya adalah malformasi jaringan individu. Selain sifat mutagenik, interkalasi dalam pengertian biokimia juga dikatakan bersifat karsinogenik, yaitu karsinogenik.

Senyawa dengan potensi interkalatif termasuk, misalnya, sitostatika yang digunakan dalam terapi kanker. Menggunakan zat intercalative, kerusakan pada DNA terjadi selama perawatan, yang menyebabkan kematian tumor.

Fungsi & tugas

Selama interkalasi biokimia, molekul di dalam DNA memasukkan diri mereka sendiri ke dalam heliks ganda pasangan basa tetangga dan mengganggu replikasi dan transkripsi materi genetik. Dalam proses replikasi, interkalasi terutama menyebabkan mutasi raster, yang juga dikenal sebagai mutasi pembacaan bingkai, pembacaan pergeseran bingkai, atau mutasi pergeseran bingkai.

Selama interkalasi, pasangan basa (3n + 1) disisipkan, yang memalsukan kisi mRNA dalam DNA. Akibatnya, protein yang bermutasi terbentuk yang urutan asam aminonya diubah di semua posisi dari posisi mutasi. Sebuah kodon stop diperkenalkan pada tahap awal, yang mengakhiri sintesis protein dalam istilah translasi. Mutasi layar menjelang akhir bingkai pembacaan kadang-kadang memperpanjang polipeptida karena mereka menyulitkan untuk mengenali kodon stop fisiologis.

Manusia mendapat manfaat dari proses interkalasi terutama melalui sitostatika yang digunakan untuk pengobatan kanker. Terlepas dari kemajuan medis dalam beberapa dekade terakhir, sitostatika masih dianggap sebagai metode pengobatan paling efektif untuk kanker ganas karena sifat interkalnya. Zat kimia beracun digunakan dalam kemoterapi dan mengganggu, menunda atau mencegah siklus sel dari sel tumor sehingga sel ganas tidak lagi menyebar atau menyebar.

Kerusakan DNA akibat interkalasi menyebabkan penyimpangan kromosom atau mengganggu perkembangan alat spindel. Dengan cara ini, pembagian sel target diperlambat atau dimatikan.

Kelompok sitostatika mencakup berbagai zat dengan struktur kimiawi yang sangat berbeda. Zat interkalatif yang diketahui dari jenis ini adalah aktinomisin, antrasiklin atau daunorubisin. Manusia juga mendapat manfaat dari prinsip interkalasi sehubungan dengan obat lain. Misalnya, efek kemoterapi antibiotik dikaitkan dengan koneksi interkalasi.

Anda dapat menemukan obat Anda di sini

Penyakit & penyakit

Thalidomide sesuai dengan turunan asam glutamat yang memiliki efek peredam pada sistem saraf pusat dan, selain imunosupresif, juga memiliki efek anti-inflamasi. Substansi dianggap interkalatif.

Karena thalidomide memiliki efek menenangkan, meningkatkan tidur, peradangan, pertumbuhan tumor dan pembentukan pembuluh darah, itu tersedia untuk hampir setiap rumah tangga sebagai Contergan® pada akhir 1950-an. Karena sifat interkalatifnya, mengonsumsi zat tersebut dalam tiga bulan pertama kehamilan mengarah pada proses interkalasi yang dijelaskan di atas, yang memiliki efek dramatis pada perkembangan embrio. Bayi yang baru lahir lahir dengan kelainan bentuk anggota tubuh atau organ dalam yang parah.

Karena sifat intercalatifnya, zat tersebut menghalangi faktor pertumbuhan VEGF, sehingga pembentukan pembuluh darah pada perkembangan embrio terhambat. Karena embrio bereaksi sangat sensitif terhadap pengaruh berbahaya dalam tiga bulan pertama perkembangan, selain malformasi, ia bahkan dapat menyebabkan kehilangan selama waktu ini.

Terlepas dari konsekuensi yang menghancurkan tersebut, zat interkalatif dikaitkan dengan efek karsinogenik, yaitu karsinogenik. Ini berlaku, misalnya, untuk pewarna tertentu. Ini termasuk etidium bromida atau EtBr, yang dalam genetika molekuler menodai asam nukleat. Etidium bromida memiliki rumus empiris C21H20BrN3 dan berselang antara kedua untai DNA, sehingga terjadi pewarnaan.

Karena pewarna menyerap sinar UV dalam panjang gelombang dari 254 hingga 366 nm dan memancarkan cahaya merah-jingga dengan panjang gelombang 590 nm, zat ini tidak dapat digantikan sebagai pewarna dalam genetika molekuler. Etidium bromida mewarnai sampel DNA yang sebelumnya telah dipisahkan menggunakan gel agarosa. Pewarna segera ditambahkan ke gel. Dengan cara ini, pewarna mengikat DNA, membuat DNA terlihat dengan cara tertentu. Karena etidium bromida berpotensi karsinogenik, tindakan pengamanan yang tepat harus diambil saat menggunakannya untuk mencegah kontak langsung dengan selaput lendir atau kulit. Hal yang sama berlaku untuk semua zat interkalatif lainnya dengan efek karsinogenik.