2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
U hemiji, termin interkalacija se odnosi na uključivanje grupe ili molekula između dva druga molekula ili grupe, na reverzibilan način. Najčešći primjeri interkalacije nalaze se u DNK i grafitu.
U interkalaciji, originalna struktura molekula se mijenja interkaliranom grupom ili molekulom. Sljedeća slika prikazuje prikaz lanca DNK bez interkalacije (na lijevoj strani), i modifikacije kojima se podvrgava nakon interkalacije (slika desno). Područja označena crvenom bojom odgovaraju molekulima koji ne pripadaju originalnom DNK lancu, a koji su interkalirani u njemu.
Na slici ispod vidimo molekul etidija u sendviču između dva para baza: adenin-uracil.
Molekuli sposobni za interakciju sa lancima DNK nazivaju se ligandi. Ligandi se mogu kovalentno vezati za DNK, interkalirati putem elektrostatičkih sila ili interkalirati. Interkalacija se dešava kada ligand ima strukturu i sastav koji mu omogućavaju da sedi između parova baza, savršeno se uklapa.
Ovi ligandi su generalno aromatični, policiklični i planarni. Ovi ligandi se često koriste kao mrlje za DNK i RNK niti. U okviru najpoznatijih interkalatora nukleinskih kiselina imamo: daunomicin, doksorubicin,proflavin, etidijev bromid i talidomid.
Još jedna uobičajena primjena DNK interkalatora je u hemoterapiji. Procesom interkalacije postiže se izmjena u strukturi lanca DNK ćelija raka, na način da se inhibira reprodukcija navedenih ćelija. Doksorubicin i daunorubicin se koriste u liječenju Hodgkinovog limfoma. Drugi interkalatori su korisni za liječenje drugih vrsta tumora, kao što su Ewingov sarkom, rabdomiosarkom, između ostalih.
Da bi se interkalator pozicionirao između parova baza, on mora uzrokovati djelomično odmotavanje DNK lanca. Stepen izazvanog odmotavanja zavisi od interleaver-a. Na primjer, u slučaju etidijum bromida, etidijum kation odmotava 26. lanac DNK. Proflavin izaziva odmotavanje od 17º.
Ovo uzrokuje različite strukturne promjene u lancu DNK, kao što je produžavanje lanca DNK i uvijanje baznih parova, nastaju prostor između njih, u koji je ligand interkaliran.
Sa ovim modifikacijama u svojoj strukturi, DNK je takođe pogođen sa funkcionalne tačke gledišta; mnogo puta su procesi transkripcije, replikacije i popravke DNK inhibirani. Dakle, interkalatori imaju izrazito mutageno i kancerogeno djelovanje.
Grafit je uključen u nekoliko reakcija u kojima se slojevi ugljika razdvajaju, ostavljajući atome ili ione između njih. Produkti ovih reakcija nazivaju se spojevimainterkalacija grafita.
Postoje dvije vrste tvari koje su interkalirane u grafit: neke uzrokuju valovitost laminarnih slojeva grafita, a druge održavaju planarnost slojeva, ali ih razdvajaju.
Primer grafitnog interkalatora je fluor, koji formira polimerni ugljen monofluorid. Ovaj interpozer uzrokuje valovitost u slojevima grafita.
Kalijum takođe može stupiti u interakciju sa grafitom, odvajajući njegove lamelarne slojeve, ali bez izazivanja mreškanja.
Grafit takođe može formirati interkalacione spojeve sa sulfatnim grupama, broma, hlora, atoma joda, između ostalog. Ova jedinjenja imaju različite primene, uključujući i kao katalizatore za druge reakcije.
