インターカレーション

の インターカレーション 分子やイオンなどの粒子を結晶格子などの特定の化合物に組み込むことです。生化学では、この用語は、隣接するDNAの塩基対間の粒子のインターカレーションに関連しており、グリッド変異を引き起こす可能性があります。たとえば、サリドマイドという物質にはインターカレーション特性があり、奇形スキャンダルを引き起こしました。

挿入とは何ですか？

化学において、インターカレーションは、化合物中の分子、イオン、または原子のインターカレーションとして理解されています。粒子の構造は、保管プロセスの間、本質的に一定のままです。無機化学では、インターカレーションは主に層状結晶の結晶格子面間の粒子のインターカレーションを指します。これに関連して、例えば、グラファイト中のアルカリ金属のインターカレーションが言及されるべきであり、これは、インターカレーション錯体の形で新しい化合物を作り出す。 結晶のインターカレーション化合物は、関与する層に大きな相互作用力を必要とし、隣接する層間の力を最小限に抑えます。

生化学では、この用語もDNAを指します。その過程で、特定の分子が隣接する塩基対の間を圧迫することにより、DNAの二重らせんに挿入されます。

生化学的挿入のプロセスは生理学的プロセスではありません。 これは、DNAの複製と転写を妨害する病態生理学的プロセスです。

インターカレーションは、主に複製プロセスに関連する遺伝子変異と因果関係があります。結果は、個々の組織の奇形です。変異原性に加えて、生化学的意味でのインターカレーションは発がん性、すなわち発がん性とも言われています。

インターカレートの可能性のある化合物には、例えば、癌治療に使用される細胞増殖抑制剤が含まれます。インターカレート物質を使用すると、治療中にDNAが損傷し、腫瘍が死亡します。

機能とタスク

生化学的インターカレーション中、DNA内の分子は隣接する塩基対の二重らせんに挿入され、遺伝物質の複製と転写を妨害します。レプリケーションプロセスでは、インターカレーションによって主にラスターミューテーションが発生します。これは、リーディングフレームミューテーション、リーディングフレームシフトまたはフレームシフトミューテーションとも呼ばれます。

インターカレーション中に、（3n + 1）の塩基対が挿入され、DNAのmRNAグリッドが改ざんされます。結果として、突然変異したタンパク質が形成され、そのアミノ酸配列は、突然変異の位置からすべての位置で変更されます。停止コドンは、翻訳の観点からタンパク質合成を終了する初期段階で導入されます。 リーディングフレームの終わりに向かってスクリーニング変異を行うと、生理的終止コドンの認識が困難になるため、ポリペプチドが長くなることがあります。

人間は、主に癌治療に使用される細胞増殖抑制剤によるインターカレーションのプロセスから恩恵を受けます。過去数十年の医学的進歩にもかかわらず、細胞増殖抑制剤は、そのインターカレーション特性のため、悪性癌の最も効果的な治療法であると依然として考えられています。毒性のある化学物質は化学療法で使用され、悪性細胞がもはや拡散または拡散しないように、腫瘍細胞の細胞周期を破壊、遅延、または防止します。

インターカレーションによって引き起こされるDNA損傷は、染色体異常を引き起こしたり、紡錘体の発達を妨害したりします。このようにして、標的細胞の分裂が遅くなるか、スイッチが切られる。

細胞増殖抑制剤のグループには、化学的に非常に異なる構造を持つさまざまな物質が含まれます。このタイプの既知の挿入物質は、アクチノマイシン、アントラサイクリンまたはダウノルビシンです。 人間はまた、他の薬物との関連でインターカレーションの原理から利益を得ます。たとえば、抗生物質の化学療法効果は、インターカレーション接続に起因します。

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病気と病気

サリドマイドは、中枢神経系に抑制作用を有するグルタミン酸誘導体に対応し、免疫抑制作用に加えて、抗炎症作用も有します。物質は挿入性があると見なされます。

サリドマイドには、鎮静作用、睡眠促進作用、炎症作用、腫瘍増殖および血管形成阻害作用があるため、1950年代の終わりに、ほとんどすべての家庭でContergan®として利用できるようになりました。そのインターカレーション特性のため、妊娠の最初の3か月でこの物質を服用すると、上記のインターカレーションプロセスが発生し、胚発生に劇的な影響を与えます。新生児は手足や内臓の重度の奇形で生まれました。

そのインターカレート特性により、この物質は成長因子VEGFを遮断し、胚発生における血管の形成を阻害します。胚は、奇形に加えて、発生の最初の3か月で有害な影響に特に敏感に反応するため、この期間中に損失につながることさえあります。

そのような壊滅的な結果とは別に、挿入物質は発がん性、すなわち発がん性の影響と関連しています。これは、例えば、特定の染料に適用されます。これらには、分子遺伝学では核酸を染色する臭化エチジウムまたはEtBrが含まれます。臭化エチジウムは、実験式C21H20BrN3を持ち、2つのDNA鎖の間に挿入され、染色が行われます。

この染料は、波長254〜366 nmのUV光を吸収し、波長590 nmのオレンジ色から赤色の光を放出するため、分子遺伝学の着色剤としてはかけがえのないものです。臭化エチジウムは、以前にアガロースゲルを使用して分離されたDNAサンプルを染色します。染料はすぐにゲルに加えられます。このようにして、染料はDNAに結合し、DNAを特定の方法で表示します。臭化エチジウムは潜在的に発がん性があるため、粘膜または皮膚との直接接触を防ぐために使用する場合は適切な安全対策を講じる必要があります。同じことが、発がん性のある他のすべてのインターカレーション物質にも当てはまります。