alkylering

EN alkylering indikerar överföringen av en alkylgrupp från en molekyl till en annan. Alkylering har en mutagen och cancerframkallande effekt eftersom DNA och RNA ofta attackeras och ändras av alkyleringsmedel. De så kallade alkyleringsmedlen används i medicinen å ena sidan för att hämma celltillväxt som cytostatika och å andra sidan utlöser de cancer eller leder till genetisk skada hos avkomman.

Vad är alkyleringen?

Vissa kemiska ämnen utvecklar mutagena och cancerframkallande effekter på grund av deras förmåga att orsaka alkylering. Under alkyleringen överförs alkylgrupper. Metylering är ett speciellt fall av alkylering. Metylgruppen tillhör också alkylengruppen. Emellertid sker metylering alltid i kroppen under fysiologiska förhållanden, medan alkylgrupper med mer än en kolatom mestadels orsakas av exogena substanser.

DNA-metylering är ansvarig för epigenetiska förändringar. Många andra metyleringsreaktioner äger rum i organismen. I processen överförs metylgrupper till specifika funktionella grupper såsom hydroxyl-, amino- eller sulfhydrylgrupper.

När etyl-, propyl- eller till och med högkedjiga alkylgrupper överförs försämras det genetiska materialet särskilt. Ju fler alkylgrupper som binder till DNA, desto oftare bryts DNA-strängarna. Dessutom kan olika trådar också anslutas till varandra. När allt kommer omkring leder alkyleringar med högre kedja alltid till förändringar i nukleinsyramolekylerna. Som ett resultat av nukleinsyraförändringarna hämmas bland annat celltillväxt.

Funktion & uppgift

På grund av den tillväxtinhiberande effekten av alkyleringar finns det möjliga tillämpningar i kampen mot cancer. Även om alkylerande föreningar är cancerframkallande kan de också stoppa den oinhiberade tillväxten av befintliga cancerceller. Genom att förstöra DNA avbryts tillväxten av spridande celler (delande celler) vid så kallade kontrollpunkter för cellcykeln. Cellen dör långsamt. Detta gäller både cancerceller och celler som genomgår stark tillväxt under fysiologiska förhållanden, såsom immunceller, slemhinneceller, hårrotceller och groddceller.

I varje cell är det förändringar i DNA, men effekten och intensiteten är störst i prolifererande celler. De celler som delar sig särskilt snabbt påverkas därför mest. Detta är grunden för den selektiva effekten av cytostatika på cancerceller. Det är därför många alkylerande cytostatika används i cancerterapi i samband med kemoterapi.

Med långvarig användning av dessa ämnen ökar deras skadlighet, eftersom i långsammare grad långsammare växande celler är genetiskt modifierade. I det speciella fallet med metylering metyleras DNA också i stor utsträckning. Det finns dock ingen genetisk förändring. Bassekvensen bibehålls. Metylgrupper är endast bundna till cytidin. De metylerade områdena av DNA är inaktiva, så att den genetiska koden inte längre kan läsas här. Detta leder till epigenetiska förändringar i DNA. Så DNA modifieras, varigenom den genetiska koden bevaras.

På grund av epigenetiska förändringar förändras kroppen också i form av modifieringar av fenotypen. Det är just dessa processer som ansvarar för miljöns påverkan på utvecklingen och uttrycket av karakteristiska egenskaper som inte helt bestäms av genotypen. Differentieringen av de enskilda cellerna i olika organ och vävnader har också att göra med epigenetiska förändringar. Differentiering orsakas av generens olika aktivitet i olika celltyper.

Sjukdomar och sjukdomar

Grunden för kemoterapi baseras på den cytostatiska effekten av alkylerande ämnen. Samtidigt beror emellertid de starka biverkningarna av kemoterapimediciner också på deras alkylerande effekt. Dessa aktiva ingredienser utvecklar sin terapeutiska effekt mot cancer på grund av deras tillväxtinhiberande inflytande på cellerna. Cancercellerna växer snabbast. Det är därför de är mest påverkade.

Men immuncellerna, slemhinnecellerna eller groddcellerna är också försämrade i tillväxt. Som ett resultat finns det de kända biverkningarna av kemoterapi, som manifesterar sig i mottaglighet för infektion, illamående, kräkningar, anemi, håravfall, torra slemhinnor och andra obehagliga symtom.

Viktiga cytostatika för kemoterapi är derivat av kväve-senapsföreningar, alkylsulfonater, nitrosoureaer och olika andra grupper av ämnen. Alla aktiva ingredienser kan användas för cancerterapi, men har motsvarande obehagliga biverkningar. Om en frisk person kommer i kontakt med dessa ämnen ökar risken för att utveckla cancer.

Den kortvariga effekten av dessa ämnen är att stoppa celldelningen och cellerna att dö. De gradvisa förändringarna i DNA i långsamt växande celler kan också leda till deras omvandling till cancerceller på lång sikt.

Även alkylerande kemiska föreningar i industrin och livsmedelsindustrin utvecklar ibland cancerframkallande och mutagena effekter. Dessa inkluderar dimetylsulfat i den kemiska industrin och de kalla desinfektionsmedlen dimetyldikarbonat och dietyldikarbonat i livsmedelsindustrin.

Kroppens egna metyleringar kan också leda till sjukdomar om de är felaktiga. Ökad eller minskad genaktivitet är baserad på metylering av DNA. Men när metylering är defekt, utvecklas sjukdomar. Felaktig genaktivering kan till exempel resultera i tumörer. Detta är sant när en reglerande gen för celldelning är inaktiv. Aktivering av gener som normalt bör vara inaktiva kan också leda till celldegeneration. Olika metyleringsmönster hittades i olika tumörer jämfört med motsvarande friska vävnader. Det spelar ingen roll om metyleringsgraden är för stark eller för svag.