アルキル化

あ アルキル化 ある分子から別の分子へのアルキル基の移動を示します。 DNAとRNAはしばしばアルキル化剤によって攻撃され、変化するため、アルキル化は変異原性と発がん性の影響を及ぼします。いわゆるアルキル化剤は、一方で医学において細胞増殖抑制剤として細胞増殖を阻害するために使用され、他方でそれらは癌を誘発するか、または子孫に遺伝的損傷をもたらす。

アルキル化とは何ですか？

特定の化学物質は、アルキル化を引き起こす能力があるため、変異原性および発がん性の影響を生じます。アルキル化中に、アルキル基が移動します。メチル化は、アルキル化の特殊なケースです。メチル基もアルキレン基に属します。しかし、メチル化は常に生理学的条件下で体内で行われますが、1つ以上の炭素原子を持つアルキル基は通常、外因性物質によって引き起こされます。

DNAメチル化は後成的変化の原因です。さらに、他の多くのメチル化反応も体内で起こります。その過程で、メチル基は、ヒドロキシル基、アミノ基、スルフヒドリル基などの特定の官能基に移動します。

エチル基、プロピル基、またはさらに高級なアルキル基が転移すると、遺伝物質が特に損なわれます。 DNAに結合するアルキル基が多いほど、DNA鎖が切断される頻度が高くなります。さらに、異なるストランドを互いに接続することもできます。結局、より高い鎖のアルキル化は常に核酸分子の変化をもたらします。とりわけ、核酸の変化の結果として、細胞増殖が阻害される。

機能とタスク

アルキル化の成長阻害効果により、癌との闘いに応用できる可能性があります。アルキル化化合物には発がん性がありますが、既存のがん細胞の抑制されない増殖を停止することもあります。 DNAを破壊することにより、増殖細胞（分裂細胞）の成長は、いわゆる細胞周期のチェックポイントで中断されます。細胞はゆっくりと死んでいきます。これは、がん細胞だけでなく、免疫細胞、粘膜細胞、毛根細胞、生殖細胞などの生理学的条件下で強力に成長する細胞にも当てはまります。

すべての細胞でDNAの変化がありますが、効果と強度は増殖細胞で最大です。したがって、特に急速に分裂する細胞が最も影響を受けます。これは、癌細胞に対する細胞増殖抑制剤の選択的効果の基礎です。そのため、化学療法の一部として癌治療に多くのアルキル化細胞増殖抑制剤が使用されています。

これらの物質を長期間使用すると、よりゆっくりと成長する細胞が遺伝子改変されるため、それらの有害性が増加します。メチル化の特殊なケースでは、DNAも大幅にメチル化されます。ただし、遺伝的変化はありません。基本シーケンスは保持されます。メチル基はシチジンにのみ結合しています。 DNAのメチル化された領域は不活性であるため、遺伝子コードをここで読み取ることはできません。これは、DNAのエピジェネティックな変化につながります。したがって、DNAが変更され、それによって遺伝暗号が保持されます。

エピジェネティックな変化により、体は表現型の変化という形でも変化します。遺伝子型によって完全には決定されない特性の発達と発現に対する環境の影響に責任があるのは、まさにこれらのプロセスです。個々の細胞の異なる器官や組織への分化は、後成的変化にも関係しています。分化は、異なる細胞型における遺伝子の異なる活動によって引き起こされます。

病気と病気

化学療法の基礎は、アルキル化物質の細胞増殖抑制効果に基づいています。しかし同時に、化学療法薬の強力な副作用は、それらのアルキル化効果によるものでもあります。これらの有効成分は、細胞に対する成長阻害作用により、癌に対する治療効果を発揮します。癌細胞は最も速く成長します。それが彼らが最も影響を受ける理由です。

しかしながら、免疫細胞、粘膜細胞、または生殖細胞もまた、それらの成長が損なわれている。その結果、化学療法には既知の副作用があり、感染症、吐き気、嘔吐、貧血、脱毛、粘膜の乾燥などの不快な症状が現れます。

化学療法で重要な細胞増殖抑制剤は、ナイトロジェンマスタード化合物、スルホン酸アルキル、ニトロソウレア、およびその他のさまざまな物質グループの誘導体です。これらすべてに共通するのは、DNAに対するアルキル化効果で、その過程で破壊されます。すべての有効成分は癌治療に使用できますが、対応する不快な副作用があります。 健康な人がこれらの物質と接触すると、癌を発症するリスクが高まります。

これらの物質の短期的な影響は、細胞分裂と細胞の死を止めることです。ゆっくりと成長している細胞におけるDNAの段階的な変化は、長期的にはがん細胞への変換にもつながります。

また、産業および食品産業における化学化合物のアルキル化は、発癌性および変異原性の影響を引き起こすことがあります。これらには、化学産業における硫酸ジメチル、および食品産業における低温消毒剤重炭酸ジメチルおよび重炭酸ジエチルが含まれます。

身体自身のメチル化もまた、それらが正しくない場合、疾患を引き起こす可能性があります。遺伝子活性の増加または減少は、DNAのメチル化に基づいています。しかし、メチル化に欠陥があると、病気が発症します。不正な遺伝子活性化は、例えば腫瘍を引き起こす可能性があります。これは、細胞分裂の調節遺伝子が不活性な場合に当てはまります。通常は不活性であるはずの遺伝子の活性化も、細胞の変性を引き起こす可能性があります。さまざまな腫瘍で、対応する健康な組織と比較して、異なるメチル化パターンが見つかりました。メチル化の程度が強すぎても弱すぎてもかまいません。