אלקילציה

א אלקילציה מצביע על העברה של קבוצת אלקיל ממולקולה אחת לאחרת. לאלקילציה ישנה השפעה מוטגנית ומסרטנת, מכיוון שלעתים קרובות תקפים ומשתנים את ה- DNA וה- RNA על ידי סוכני אלקילציה. חומרי האלקילציה המכונים כביכול משמשים ברפואה מצד אחד לעכב צמיחת תאים כציטוסטטיקה ומצד שני להפעיל סרטן או לגרום נזק גנטי בצאצאים.

מהי האלקילציה?

חומרים כימיים מסוימים מפתחים השפעות מוטגניות ומסרטנות בגלל יכולתם לגרום לאלקילציה. במהלך האליקילציה מועברים קבוצות אלקיל. מתילציה היא מקרה מיוחד של אלקילציה. קבוצת המתיל שייכת גם לקבוצת האלקילן. עם זאת, מתילציה מתרחשת תמיד בגוף בתנאים פיזיולוגיים, בעוד שקבוצות אלקיל עם יותר מאטום פחמן אחד נגרמות לרוב כתוצאה מחומרים אקסוגניים.

מתילציה של DNA אחראית לשינויים אפיגנטיים. תגובות מתילציה רבות אחרות מתרחשות גם באורגניזם. בתהליך קבוצות מתיל מועברות לקבוצות פונקציונליות מסוימות כמו קבוצות הידרוקסיל, אמינו או סולפהידריל.

כאשר מועברים קבוצות אתיל, פרופיל או אפילו יותר שרשרת אלקיל גבוהה יותר, החומר הגנטי נפגע במיוחד. ככל שקבוצות אלקיל נקשרות יותר ל- DNA, כך לרוב נשברים גדילי ה- DNA. יתר על כן, גדילים שונים יכולים להיות מחוברים זה לזה. אחרי הכל, אלקילציות בעלות שרשרת גבוהה יותר מובילות תמיד לשינויים במולקולות חומצות הגרעין. כתוצאה משינויי חומצת הגרעין, בין היתר, מעכבים את צמיחת התאים.

פונקציה ומשימה

בשל ההשפעה המעכבת את הצמיחה של אלקילציות, ישנם יישומים אפשריים במאבק נגד סרטן. אף על פי שתרכובות אלקילינגות מסרטנות, הן יכולות גם לעצור את הצמיחה הבלתי מאוימת של תאי סרטן קיימים. על ידי השמדת ה- DNA, גידולם של תאים מתפשטים (תאים המפרידים) מופרע בנקודות ביקורת של מחזור התא. התא מת לאט. זה תקף הן לתאי סרטן והן לתאים הנתונים לצמיחה חזקה בתנאים פיזיולוגיים, כמו תאי חיסון, תאי קרום רירי, תאי שורש שיער ותאי נבט.

בכל תא ישנם שינויים ב- DNA, אך ההשפעה והעוצמה הם הגדולים ביותר בתאים המפצים. על כן התאים שמתחלקים במהירות במיוחד מושפעים ביותר. זה הבסיס להשפעה הסלקטיבית של הציטוסטטיקה על תאי סרטן. זו הסיבה שרבים של ציטוסטטיקה אלקילטית משמשים בטיפול בסרטן בהקשר של כימותרפיה.

עם שימוש ארוך טווח בחומרים אלה, הפגיעה שלהם עולה, מכיוון שבמידה פחותה, תאים הגדלים לאט יותר עוברים שינוי גנטי. במקרה המיוחד של מתילציה, ה- DNA מתיל גם הוא במידה רבה. עם זאת, אין שינוי גנטי. רצף הבסיס נשמר. קבוצות מתיל קשורות רק לציטידין. האזורים המתיליים של ה- DNA אינם פעילים, כך שלא ניתן עוד לקרוא את הקוד הגנטי כאן. זה מוביל לשינויים אפיגנטיים ב- DNA. אז ה- DNA משתנה, ולפיכך נשמר הקוד הגנטי.

עקב שינויים אפגנטיים, הגוף גם משתנה בצורה של שינויים בפנוטיפ. בדיוק התהליכים האלה הם האחראים להשפעת הסביבה על התפתחות וביטוי של תכונות אופייניות שאינן נקבעות לחלוטין על ידי הגנוטיפ. ההתמיינות של התאים האישיים לאיברים ורקמות שונות קשורה גם לשינויים אפיגנטיים. בידול נגרם כתוצאה מפעילותם השונה של גנים בסוגי תאים שונים.

מחלות ומחלות

הבסיס לכימותרפיה מבוסס על ההשפעה הציטוסטטית של חומרים אלקילינגים. יחד עם זאת, יחד עם זאת, תופעות הלוואי החזקות של תרופות כימותרפיות נובעות גם מהשפעתן המאלקילציה. רכיבים פעילים אלה מפתחים את השפעתם הטיפולית נגד סרטן עקב השפעתם המעכבת את הצמיחה על התאים. תאי הסרטן צומחים הכי מהר. זו הסיבה שהם מושפעים ביותר.

עם זאת, תאי החיסון, תאי הקרום הרירי או תאי הנבט נפגעים גם הם בגדילתם. כתוצאה מכך, ישנן תופעות הלוואי הידועות של כימותרפיה, המתבטאות ברגישות לזיהומים, בחילות, הקאות, אנמיה, נשירת שיער, ריריות יבשות ותסמינים לא נעימים אחרים.

ציטוסטטיקה חשובה לטיפול כימותרפי הינה נגזרות של תרכובות חרדל חנקן, אלקיל סולפונאטים, ניטרוזוריאות וקבוצות שונות של חומרים. המשותף לכולם הוא השפעה אלקילטית על ה- DNA, שנהרס בתהליך. ניתן להשתמש בכל החומרים הפעילים לטיפול בסרטן, אך יש להם תופעות לוואי לא נעימות. אם אדם בריא בא במגע עם חומרים אלה, הסיכון שלהם להתפתחות סרטן עולה.

ההשפעה לטווח הקצר של חומרים אלה היא להפסיק את חלוקת התאים ואת התאים למות. השינויים ההדרגתיים ב- DNA בתאים הגדלים באטיות יכולים להביא גם הם להמרה לתאים סרטניים בטווח הארוך.

כמו כן, תרכובות כימיות עם אלקילינג בתעשייה ותעשיית המזון מפתחות לעיתים השפעות מסרטנות ומוטגניות. אלה כוללים דימתיל-סולפט בתעשייה הכימית וחומרי החיטוי הקרים דימתיל-dikarbonate ו diethyl dicarbonate בתעשיית המזון.

מתילציות של הגוף עצמו יכולות גם לגרום למחלות אם אינן נכונות. פעילות גנים מוגברת או ירידה מבוססת על מתילציה של DNA. עם זאת, כאשר מתילציה לקויה, מתפתחות מחלות. הפעלה שגויה של גנים עלולה לגרום לגידולים, למשל. זה נכון כאשר גן רגולטורי לחלוקת תאים אינו פעיל. הפעלת גנים שאמורים להיות בדרך כלל לא פעילים יכולה להביא גם לניוון התאים. דפוסי מתילציה שונים נמצאו בגידולים שונים בהשוואה לרקמות הבריאות המתאימות. לא משנה אם מידת המתילציה חזקה מדי או חלשה מדי.