إقحام

ال إقحام هو دمج جزيئات مثل الجزيئات أو الأيونات في مركبات كيميائية معينة مثل المشابك البلورية. في الكيمياء الحيوية ، يرتبط المصطلح بإقحام الجسيمات بين أزواج القواعد المتجاورة من الحمض النووي ، مما قد يؤدي إلى حدوث طفرات في الشبكة. مادة الثاليدومايد ، على سبيل المثال ، لها خصائص تداخلية ، مما تسبب في فضيحة تشوه.

ما هو الإقحام؟

في الكيمياء ، يُفهم الإقحام على أنه إقحام الجزيئات أو الأيونات أو الذرات في المركبات الكيميائية. تظل بنية الجزيئات ثابتة بشكل أساسي أثناء عملية التخزين. في الكيمياء غير العضوية ، يشير الإقحام في المقام الأول إلى إقحام الجسيمات بين المستويات الشبكية البلورية لبلورات الطبقة. في هذا السياق ، يجب ذكر إقحام المعدن القلوي في الجرافيت ، على سبيل المثال ، مما ينتج مركبات جديدة في شكل مجمعات الإقحام. تتطلب مركبات الإقحام من البلورات قوى تفاعل كبيرة في الطبقات المعنية وقوى قليلة بين الطبقات المجاورة.

في الكيمياء الحيوية ، يشير المصطلح مرة أخرى إلى الحمض النووي. أثناء العملية ، تدخل جزيئات معينة نفسها في الحلزون المزدوج للحمض النووي عن طريق الضغط بين أزواج القواعد المتجاورة.

إن عملية الإقحام البيوكيميائي ليست عملية فسيولوجية. إنها عملية فيزيولوجية مرضية تعطل تكرار ونسخ الحمض النووي.

يرتبط الإقحام سببيًا بالطفرات الجينية ذات الصلة في الغالب بعملية النسخ المتماثل. والنتيجة هي تشوهات في الأنسجة الفردية. بالإضافة إلى الخصائص المطفرة ، يُقال أيضًا أن الإقحام بالمعنى الكيميائي الحيوي مادة مسرطنة ، أي مسببة للسرطان.

تشمل المركبات ذات الإمكانات التبادلية ، على سبيل المثال ، التثبيط الخلوي المستخدم في علاج السرطان. باستخدام المواد المقحمة ، يحدث تلف للحمض النووي أثناء العلاج ، مما يؤدي إلى موت الورم.

الوظيفة والمهمة

أثناء الإقحام البيوكيميائي ، تدخل الجزيئات داخل الحمض النووي نفسها في الحلزون المزدوج لأزواج القواعد المجاورة وتعطل تكرار ونسخ المادة الوراثية. في عملية النسخ المتماثل ، يتسبب الإقحام في المقام الأول في حدوث طفرات نقطية ، والتي تُعرف أيضًا باسم طفرات إطار القراءة ، أو قراءة تحولات الإطار أو طفرات تحول الإطار.

أثناء الإقحام ، يتم إدخال أزواج قاعدية (3n + 1) ، مما يؤدي إلى تزوير شبكة mRNA في الحمض النووي. نتيجة لذلك ، يتم تكوين البروتينات الطافرة التي يتغير تسلسل الأحماض الأمينية في جميع المواضع من موضع الطفرة. يتم إدخال كودون الإيقاف في مرحلة مبكرة ، والذي ينهي تخليق البروتين من حيث الترجمة. في بعض الأحيان ، تؤدي طفرات الشاشة في نهاية إطار القراءة إلى إطالة عديد الببتيد لأنها تجعل من الصعب التعرف على كود التوقف الفسيولوجي.

يستفيد البشر من عمليات الإقحام في المقام الأول من خلال التثبيط الخلوي الذي يستخدم لعلاج السرطان. على الرغم من التقدم الطبي الذي تم إحرازه في العقود الماضية ، إلا أن التثبيط الخلوي لا يزال يعتبر أكثر طرق العلاج فعالية للسرطان الخبيث نظرًا لخصائصه الإقحام. تُستخدم المواد الكيميائية السامة في العلاج الكيميائي وتعطل أو تؤخر أو تمنع الدورة الخلوية للخلايا السرطانية بحيث لا تنتشر الخلايا الخبيثة أو تنتشر.

يتسبب تلف الحمض النووي الناجم عن الإقحام في حدوث انحرافات في الكروموسومات أو يعطل تطور جهاز المغزل. بهذه الطريقة ، يتم إبطاء تقسيم الخلايا المستهدفة أو إيقافها.

تشتمل مجموعة التثبيط الخلوي على مواد مختلفة ذات هياكل مختلفة جدًا كيميائيًا. المواد المقحمة المعروفة من هذا النوع هي الأكتينوميسين أو الأنثراسيكلين أو الداونوروبيسين. يستفيد البشر أيضًا من مبدأ الإقحام فيما يتعلق بالعقاقير الأخرى. على سبيل المثال ، يُعزى تأثير العلاج الكيميائي للمضادات الحيوية إلى اتصال الإقحام.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

يتوافق الثاليدوميد مع أحد مشتقات حمض الجلوتاميك الذي له تأثير ملطف على الجهاز العصبي المركزي ، بالإضافة إلى مثبطات المناعة ، كما أن له تأثيرات مضادة للالتهابات. تعتبر المادة مقسمة.

نظرًا لأن الثاليدومايد له تأثير مهدئ ومحفز للنوم والالتهاب ونمو الورم وتثبيط تكوين الأوعية الدموية ، فقد تم إتاحته لكل أسرة تقريبًا باسم Contergan® في نهاية الخمسينيات من القرن الماضي. نظرًا لخصائصه الإقحام ، فإن تناول المادة في الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل يؤدي إلى عمليات الإقحام الموصوفة أعلاه ، والتي لها تأثيرات كبيرة على التطور الجنيني. وُلد الأطفال حديثو الولادة بتشوهات شديدة في الأطراف أو الأعضاء الداخلية.

نظرًا لخصائصها المقحمة ، تمنع المادة عامل النمو VEGF ، بحيث يتم منع تكوين الأوعية الدموية في التطور الجنيني. نظرًا لأن الجنين يتفاعل بحساسية خاصة مع التأثيرات الضارة في الأشهر الثلاثة الأولى من التطور ، بالإضافة إلى التشوهات ، يمكن أن يؤدي إلى فقدان خلال هذا الوقت.

بصرف النظر عن هذه النتائج المدمرة ، ترتبط المواد المقحمة بتأثير مسرطن ، أي تأثير مسرطن. هذا ينطبق ، على سبيل المثال ، على بعض الأصباغ. وتشمل بروميد الإيثيديوم أو EtBr ، والتي تلطخ الأحماض النووية في الوراثة الجزيئية. يحتوي بروميد الإيثيديوم على الصيغة التجريبية C21H20BrN3 ويقحم بين خيوط الحمض النووي ، بحيث يحدث تلطيخ.

نظرًا لأن الصبغة تمتص ضوء الأشعة فوق البنفسجية بأطوال موجية من 254 إلى 366 نانومتر وتصدر ضوءًا برتقاليًا أحمر بأطوال موجية 590 نانومتر ، فلا يمكن الاستغناء عنها كملون في علم الوراثة الجزيئي. بروميد الإيثيديوم يلوث عينات الحمض النووي التي تم فصلها سابقًا باستخدام هلام الاغاروز. تضاف الصبغة إلى الجل على الفور. بهذه الطريقة ، ترتبط الصبغة بالحمض النووي ، مما يجعل الحمض النووي مرئيًا بطريقة معينة. نظرًا لأن بروميد الإيثيديوم من المحتمل أن يكون مسرطنًا ، يجب اتخاذ تدابير السلامة المناسبة عند استخدامه لمنع الاتصال المباشر مع الأغشية المخاطية أو الجلد. الأمر نفسه ينطبق على جميع المواد المقحمة الأخرى ذات التأثيرات المسببة للسرطان.