Interkalasi adalah interkalasi zarah seperti molekul atau ion menjadi sebatian kimia tertentu seperti kisi kristal. Dalam biokimia, istilah ini dikaitkan dengan interkalasi zarah antara pasangan asas DNA bersebelahan, yang dapat menghasilkan mutasi kisi. Sifat interkular dimiliki, misalnya, oleh zat thalidomide, yang telah melahirkan skandal malformasi.
Apa itu interkalasi?
Interkalasi adalah penggabungan zarah seperti molekul atau ion menjadi sebatian kimia tertentu seperti kisi kristal. Dalam kimia, interkalasi adalah interkalasi dari molekul, ion atau atom menjadi sebatian kimia. Struktur zarah tetap pada dasarnya tetap semasa proses interkalasi. Dalam kimia anorganik, interkalasi merujuk terutamanya pada interkalasi zarah antara satah kisi kristal berlapis. Dalam konteks ini, misalnya, interkalasi logam alkali dalam grafit menimbulkan sebatian baru dalam bentuk kompleks interkalasi. Interkalasi sebatian kristal memerlukan daya interaksi yang besar pada lapisan yang terlibat dan yang minimum antara lapisan bersebelahan. Dalam biokimia, istilah itu lagi merujuk kepada DNA. Dalam proses itu, molekul tertentu memasukkan diri ke dalam heliks ganda DNA dengan memasangkan diri di antara pasangan tetangga asas. Proses interkalasi biokimia bukanlah proses fisiologi. Ini adalah proses patofisiologi yang mengganggu replikasi dan transkripsi DNA. Interkalasi dikaitkan dengan mutasi genetik yang sangat relevan dalam proses replikasi. Kerosakan tisu individu adalah hasilnya. Selain sifat mutagenik, interkalasi dalam pengertian biokimia juga dikatakan mempunyai karsinogenik, iaitu kanser-menyebabkan, sifat. Sebatian dengan potensi interkalatif termasuk, sebagai contoh, sitostatik, yang digunakan dalam kanser terapi. Dengan menggunakan bahan interkalatif, kerosakan pada DNA disebabkan sebagai bagian dari rawatan, menyebabkan tumor mati.
Fungsi dan tugas
Dalam interkalasi biokimia, molekul dalam DNA memasukkan diri ke dalam heliks berganda pasangan asas yang berdekatan dan mengganggu replikasi dan transkripsi bahan genetik. Dalam proses replikasi, interkalasi menyebabkan mutasi pembingkaian, juga dikenal sebagai mutasi bingkai membaca, pergeseran bingkai baca, atau mutasi pergeseran bingkai. Oleh itu, interkalasi menghasilkan penyisipan (3n +1) pasangan asas, yang memutarbalikkan grid mRNA dalam DNA. Akibatnya, bermutasi protein terbentuk yang urutan asid aminonya diubah dalam semua posisi dari kedudukan mutasi. Oleh itu, kodon berhenti diperkenalkan sejak awal, yang menghentikan sintesis protein dari segi terjemahan. Mutasi raster menjelang akhir kerangka pembacaan kadangkala memanjangkan polipeptida kerana membuat pengecualian kodon berhenti fisiologi lebih sukar. Manusia mendapat manfaat daripada proses interkalasi terutamanya melalui sitostatik dadah digunakan untuk merawat kanser. Walaupun kemajuan perubatan dalam beberapa dekad kebelakangan ini, sitostatik, kerana sifat interkalatifnya, masih dianggap sebagai rawatan yang paling berkesan untuk barah ganas. Bahan kimia toksik digunakan dalam kemoterapi dan mengganggu, melambatkan atau mencegah kitaran sel sel-sel tumor, sehingga sel-sel ganas tidak lagi menyebar atau tersebar. Kerosakan DNA yang disebabkan oleh interkalasi mengakibatkan penyimpangan kromosom atau mengganggu pembentukan radas gelendong. Dengan cara ini, pembahagian sel sasaran diperlahankan atau dimatikan. Kumpulan sitostatik dadah merangkumi pelbagai bahan dengan struktur kimia yang sangat berbeza. Bahan interkalatif yang terkenal jenis ini adalah aktinomisin, antrasiklin atau daunorubicin. Manusia juga mendapat manfaat dari prinsip interkalasi dalam hubungannya dengan yang lain dadah. Sebagai contoh, kesan kemoterapi dari antibiotik juga dikaitkan dengan hubungan interkalasi.
Penyakit dan penyakit
Thalidomide sepadan dengan turunan asid glutamat yang mempunyai kesan kemurungan pada bahagian tengah sistem saraf dan menunjukkan kesan anti-radang sebagai tambahan kepada kesan imunosupresif. Bahan ini dianggap interkalatif. Oleh kerana thalidomide mempunyai penenang, pertumbuhan tidur, anti-radang, pertumbuhan anti-tumor dan darah kesan penghambatan pembentukan kapal, ia disediakan untuk hampir setiap isi rumah sebagai thalidomide pada akhir tahun 1950-an. Walau bagaimanapun, kerana sifat interkalatifnya, pengambilan zat selama tiga bulan pertama mengandung membawa kepada proses interkalasi yang dijelaskan di atas, yang menunjukkan kesan dramatik terhadap perkembangan embrio. Bayi yang baru lahir dilahirkan dengan cacat anggota badan yang teruk atau organ dalaman. Oleh kerana sifat interkalatifnya, bahan tersebut menyekat faktor pertumbuhan VEGF, sehingga terbentuknya darah kapal dalam perkembangan embrio dihambat. Sejak embrio sangat sensitif terhadap pengaruh yang merosakkan selama tiga bulan pertama perkembangan, selain kerosakan, pengguguran malah mungkin berlaku dalam tempoh ini. Selain daripada kesan buruk yang berlaku, bahan interkalatif dikaitkan dengan kesan karsinogenik. Ini berlaku, misalnya, untuk yang tertentu pewarna. Ini termasuk etidium bromida atau EtBr, yang mengotorkan asid nukleik dalam molekul genetik. Ethidium bromida mempunyai formula molekul C21H20BrN3 dan selang antara dua helai DNA, sehingga menyebabkan pewarnaan. Oleh kerana pewarna menyerap cahaya UV dalam panjang gelombang dari 254 hingga 366 nm dan memancarkan cahaya merah-oren dengan panjang gelombang 590 nm, ia tidak dapat diganti sebagai agen pewarnaan molekul genetik. Ethidium bromida mengotorkan sampel DNA yang sebelumnya telah dipisahkan menggunakan gel agarose. Pewarna ditambahkan terus ke gel. Ini mengakibatkan pengikatan pewarna ke DNA, menjadikan DNA dapat dilihat dengan cara tertentu. Oleh kerana etidium bromida berpotensi karsinogenik, keselamatan yang sesuai langkah-langkah mesti diambil semasa digunakan untuk mengelakkan hubungan langsung dengan mukosa or kulit. Perkara yang sama berlaku untuk semua bahan interkalatif lain dengan kesan karsinogenik.
