Alquilación

UNA Alquilación indica la transferencia de un grupo alquilo de una molécula a otra. La alquilación tiene un efecto mutagénico y carcinogénico, porque el ADN y el ARN a menudo son atacados y modificados por agentes alquilantes. Los llamados agentes alquilantes se utilizan en medicina por un lado para inhibir el crecimiento celular como citostáticos y por otro lado desencadenan cáncer o dan lugar a daños genéticos en la descendencia.

¿Qué es la alquilación?

Ciertas sustancias químicas desarrollan efectos mutagénicos y cancerígenos debido a su capacidad para producir alquilación. Durante la alquilación, se transfieren grupos alquilo. La metilación es un caso especial de alquilación. El grupo metilo también pertenece al grupo alquileno. Sin embargo, la metilación siempre tiene lugar en el cuerpo en condiciones fisiológicas, mientras que los grupos alquilo con más de un átomo de carbono son causados ​​principalmente por sustancias exógenas.

La metilación del ADN es responsable de los cambios epigenéticos. En el organismo también tienen lugar muchas otras reacciones de metilación. En el proceso, los grupos metilo se transfieren a grupos funcionales específicos tales como grupos hidroxilo, amino o sulfhidrilo.

Cuando se transfieren etilo, propilo o incluso grupos alquilo de cadena superior, el material genético se ve particularmente afectado. Cuantos más grupos alquilo se unen al ADN, más a menudo se rompen las cadenas de ADN. Además, también se pueden conectar diferentes hilos entre sí. Después de todo, las alquilaciones de cadena superior siempre conducen a cambios en las moléculas de ácido nucleico. Como resultado de los cambios de ácido nucleico, entre otras cosas, se inhibe el crecimiento celular.

Función y tarea

Debido al efecto inhibidor del crecimiento de las alquilaciones, existen posibles aplicaciones en la lucha contra el cáncer. Aunque los compuestos alquilantes son cancerígenos, también pueden detener el crecimiento desinhibido de las células cancerosas existentes. Al destruir el ADN, el crecimiento de las células en proliferación (células en división) se interrumpe en los llamados puntos de control del ciclo celular. La célula muere lentamente. Esto se aplica tanto a las células cancerosas como a las que están sujetas a un fuerte crecimiento en condiciones fisiológicas, como las células inmunitarias, las células de la membrana mucosa, las células de la raíz del cabello y las células germinales.

En cada célula hay cambios en el ADN, pero el efecto y la intensidad son mayores en las células en proliferación. Por tanto, las células que se dividen con especial rapidez son las más afectadas. Esta es la base del efecto selectivo de los citostáticos sobre las células cancerosas. Es por eso que muchos citostáticos alquilantes se utilizan en la terapia del cáncer en el contexto de la quimioterapia.

Con el uso prolongado de estas sustancias aumenta su nocividad, ya que en menor medida las células de crecimiento más lento se modifican genéticamente. En el caso especial de la metilación, el ADN también está metilado en gran medida. Sin embargo, no existe ningún cambio genético. Se conserva la secuencia de bases. Los grupos metilo solo están unidos a la citidina. Las áreas metiladas del ADN están inactivas, por lo que el código genético ya no se puede leer aquí. Esto conduce a cambios epigenéticos en el ADN. Entonces se modifica el ADN, por lo que se conserva el código genético.

Debido a los cambios epigenéticos, el cuerpo también cambia en forma de modificaciones del fenotipo. Son precisamente estos procesos los responsables de la influencia del medio ambiente en el desarrollo y expresión de propiedades características que no están completamente determinadas por el genotipo. La diferenciación de las células individuales en diferentes órganos y tejidos también tiene que ver con cambios epigenéticos. La diferenciación es causada por la diferente actividad de los genes en diferentes tipos de células.

Enfermedades y dolencias

La base de la quimioterapia se basa en el efecto citostático de las sustancias alquilantes. Sin embargo, al mismo tiempo, los fuertes efectos secundarios de los medicamentos de quimioterapia también se deben a su efecto alquilante. Estos principios activos desarrollan su efecto terapéutico contra el cáncer debido a su influencia inhibidora del crecimiento celular. Las células cancerosas crecen más rápido. Por eso están más influenciados.

Sin embargo, las células inmunes, las células de las membranas mucosas o las células germinales también se ven afectadas en el crecimiento. Como resultado, los efectos secundarios conocidos de la quimioterapia se manifiestan en susceptibilidad a infecciones, náuseas, vómitos, anemia, caída del cabello, membranas mucosas secas y otros síntomas desagradables.

Los citostáticos importantes para la quimioterapia son los derivados de compuestos nitrogenados mostaza, alquilsulfonatos, nitrosoureas y varios otros grupos de sustancias, todos ellos tienen en común un efecto alquilante en el ADN, que se destruye en el proceso. Todos los ingredientes activos pueden usarse para la terapia del cáncer, pero tienen los correspondientes efectos secundarios desagradables. Si una persona sana entra en contacto con estas sustancias, aumenta su riesgo de desarrollar cáncer.

El efecto a corto plazo de estas sustancias es detener la división celular y que las células mueran. Los cambios graduales en el ADN de las células de crecimiento lento también pueden conducir a su conversión en células cancerosas a largo plazo.

Además, los compuestos químicos alquilantes en la industria y la industria alimentaria a veces desarrollan efectos cancerígenos y mutágenos. Estos incluyen dimetilsulfato en la industria química y los desinfectantes en frío dimetil dicarbonato y dietil dicarbonato en la industria alimentaria.

Las propias metilaciones del cuerpo también pueden provocar enfermedades si son incorrectas. La actividad génica aumentada o disminuida se basa en la metilación del ADN. Sin embargo, cuando la metilación es defectuosa, se desarrollan enfermedades. La activación incorrecta de genes puede provocar tumores, por ejemplo. Esto es cierto cuando un gen regulador de la división celular está inactivo. La activación de genes que normalmente deberían estar inactivos también puede conducir a la degeneración celular. Se encontraron diferentes patrones de metilación en varios tumores en comparación con los tejidos sanos correspondientes. No importa si el grado de metilación es demasiado fuerte o demasiado débil.