Alquilação

UMA Alquilação indica a transferência de um grupo alquil de uma molécula para outra. A alquilação tem um efeito mutagênico e carcinogênico, porque o DNA e o RNA são frequentemente atacados e alterados por agentes alquilantes. Os chamados agentes alquilantes são usados ​​na medicina, por um lado, para inibir o crescimento celular como citostáticos e, por outro lado, desencadeiam o câncer ou levam a danos genéticos na prole.

Qual é a alquilação?

Certas substâncias químicas desenvolvem efeitos mutagênicos e carcinogênicos devido à sua capacidade de causar alquilação. Durante a alquilação, grupos alquil são transferidos. A metilação é um caso especial de alquilação. O grupo metil também pertence ao grupo alquileno. No entanto, as metilação sempre ocorrem no corpo em condições fisiológicas, enquanto os grupos alquil com mais de um átomo de carbono são geralmente causados ​​por substâncias exógenas.

A metilação do DNA é responsável por mudanças epigenéticas. Muitas outras reações de metilação também ocorrem no organismo. No processo, os grupos metil são transferidos para grupos funcionais específicos, como grupos hidroxil, amino ou sulfidrila.

Quando grupos etil, propil ou mesmo alquil de cadeia superior são transferidos, o material genético é particularmente prejudicado. Quanto mais grupos alquil se ligam ao DNA, mais freqüentemente os filamentos de DNA se rompem. Além disso, diferentes fios também podem ser conectados uns aos outros. Afinal, as alquilações de cadeia superior sempre levam a mudanças nas moléculas de ácido nucleico. Como resultado das alterações do ácido nucleico, entre outras coisas, o crescimento celular é inibido.

Função e tarefa

Devido ao efeito inibidor do crescimento das alquilações, existem possíveis aplicações na luta contra o câncer. Embora os compostos alquilantes sejam carcinogênicos, eles também podem impedir o crescimento desinibido das células cancerosas existentes. Ao destruir o DNA, o crescimento das células em proliferação (células em divisão) é interrompido nos chamados pontos de verificação do ciclo celular. A célula morre lentamente. Isso se aplica a células cancerosas e células que sofrem forte crescimento sob condições fisiológicas, como células do sistema imunológico, células da membrana mucosa, células da raiz do cabelo e células germinativas.

Em cada célula há mudanças no DNA, mas o efeito e a intensidade são maiores nas células em proliferação. As células que se dividem de forma particularmente rápida são, portanto, as mais afetadas. Essa é a base para o efeito seletivo dos citostáticos nas células cancerosas. É por isso que muitos citostáticos alquilantes são usados ​​na terapia do câncer no contexto da quimioterapia.

Com o uso prolongado dessas substâncias, sua nocividade aumenta, uma vez que, em menor proporção, as células de crescimento mais lento são geneticamente modificadas. No caso especial de metilação, o DNA também é metilado em grande extensão. No entanto, não há alteração genética. A sequência de base é mantida. Os grupos metil estão apenas ligados à citidina. As áreas metiladas do DNA são inativas, de modo que o código genético não pode mais ser lido aqui. Isso leva a mudanças epigenéticas no DNA. Assim, o DNA é modificado, pelo qual o código genético é preservado.

Devido às mudanças epigenéticas, o corpo também muda na forma de modificações do fenótipo. São exatamente esses processos os responsáveis ​​pela influência do meio ambiente no desenvolvimento e na expressão de propriedades características que não são totalmente determinadas pelo genótipo. A diferenciação das células individuais em diferentes órgãos e tecidos também tem a ver com mudanças epigenéticas. A diferenciação é causada pela atividade diferente de genes em diferentes tipos de células.

Doenças e enfermidades

A base da quimioterapia é baseada no efeito citostático das substâncias alquilantes. Ao mesmo tempo, porém, os fortes efeitos colaterais das drogas quimioterápicas também se devem ao seu efeito alquilante. Esses ingredientes ativos desenvolvem seu efeito terapêutico contra o câncer devido à sua influência inibidora do crescimento nas células. As células cancerosas crescem mais rápido. É por isso que são mais influenciados.

No entanto, as células imunológicas, as células da membrana mucosa ou as células germinativas também têm o crescimento prejudicado. Como resultado, existem os efeitos colaterais conhecidos da quimioterapia, que se manifestam em suscetibilidade a infecções, náuseas, vômitos, anemia, queda de cabelo, secura das membranas mucosas e outros sintomas desagradáveis.

Os agentes citostáticos importantes para a quimioterapia são derivados de compostos de mostarda nitrogenada, alquilsulfonatos, nitrosoureias e vários outros grupos de substâncias.O que todos eles têm em comum é um efeito alquilante no DNA, que é destruído no processo. Todos os ingredientes ativos podem ser usados ​​para a terapia do câncer, mas têm os efeitos colaterais desagradáveis ​​correspondentes. Se uma pessoa saudável entrar em contato com essas substâncias, o risco de desenvolver câncer aumenta.

O efeito de curto prazo dessas substâncias é interromper a divisão celular e a morte das células. As mudanças graduais no DNA em células de crescimento lento também podem levar à sua conversão em células cancerosas a longo prazo.

Os compostos químicos alquilantes na indústria e na indústria alimentícia também têm efeitos cancerígenos e mutagênicos. Isso inclui o dimetil sulfato na indústria química e os desinfetantes a frio dimetil dicarbonato e dietil dicarbonato na indústria alimentícia.

As metilações do próprio corpo também podem causar doenças se forem incorretas. A atividade do gene aumentada ou diminuída é baseada na metilação do DNA. No entanto, quando a metilação é defeituosa, surgem doenças. A ativação incorreta do gene pode levar a tumores, por exemplo. Isso é verdade quando um gene regulador da divisão celular está inativo. A ativação de genes que normalmente deveriam estar inativos também pode levar à degeneração celular. Diferentes padrões de metilação foram encontrados em vários tumores em comparação com os tecidos saudáveis ​​correspondentes. Não importa se o grau de metilação é muito forte ou muito fraco.