Intercalación (bioquímica)

Para a intercalación en química inorgánica ver Intercalación (química).
miniatura|A intercalación induce distorsións estruturais. Esquerda: cadea de ADN sen modificar. Dereita: cadea de ADN intercalada en tres localizacións (en vermello).

En bioquímica, a intercalación é a inclusión de moléculas entre as bases planares do ADN. O proceso da intercalación utilízase como método para analizar o ADN e é a base para explicar certos tipos de envelenamento.

miniatura|esquerda|250px|Etidio intercalado entre dous pares de bases adenina-uracilo.

Existen moléculas, chamadas ligandos, que poden interaccionar co ADN. Os ligandos poden interaccionar co ADN formando enlaces covalentes, mediante unións electrostáticas, ou por intercalamento.Richards, A.D. & Rodgers, A. (2007). Synthetic metallomolecules as agents for the control of DNA structure. Chem. Soc. Rev. '36 471-483. Link'' A intercalación ocorre cando ligandos dun tamaño e natureza química apropiados encaixan entre pares de bases do ADN. Estes ligandos son maiormente policíclicos, aromáticos e planares, polo que adoitan ser bos axentes para a tinguidura de ácidos nucleicos. Algúns intercaladores de ADN estudados intensivamente son o bromuro de etidio, a proflavina, daunomicina, doxorrubicina, e talidomida. Os intercaladores de ADN utilízanse en quimioterapia para inhibir a replicación do ADN en células canceríxenas que crecen rapidamente. Algúns exemplos son a doxorrubicina (adriamicina) e a daunorrubicina (ambos os dous usados no tratamento do linfoma de Hodgkin), e a dactinomicina (usada no tumor de Wilm, no sarcoma de Ewing, e no rabdomiosarcoma).

Para que un intercalador encaixe entre pares de bases, o ADN debe abrir dinamicamente un espazo entre os seus pares de bases por desenrolamento. O grao de desenrolamento varía dependendo do intercalador, por exemplo, o catión etidio (a forma iónica do bromuro de etidio que se encontra en solución acuosa) desenrola o ADN aproximadamente 26°, mentres que a proflavina o fai en aproximadamente 17°. Este desenrolamento fai que os pares de bases se separen, ou "xurdan" cara a fóra, creando unha abertura de aproximadamente 0,34 nm. Este desenrolamento induce cambios estruturais locais na cadea de ADN, tales como o elongamento da cadea de ADN, ou a torsión dos pares de bases. Estas modificacións estruturais poden producir cambios funcionais, frecuentemente a inhibición da transcrición e a replicación e procesos de reparación do ADN, o que fai que os intercaladores sexan potentes mutáxenos. Por esta razón, os intercaladores do ADN adoitan ser carcinóxenos, tales como o exo 8,9-epóxido (pero non o endo) da aflatoxina B1, acridinas como a proflavina ou a quinacrina, ou o bromuro de etidio.

A intercalación como mecanismo de interacción entre sistemas aromáticos policíclicos, planos, catiónicos do tamaño correcto foi proposta por primeira vez por Leonard Lerman en 1961. Un mecanismo proposto de intercalación é o seguinte: en solución acuosa isotónica, o intercalador catiónico é atraído electrostaticamente ao ADN polianiónico. O ligando despraza un catión sodio e/ou magnesio que sempre rodea ao ADN (para equilibrar a súa carga) e forma un feble enlace electrostático coa superficie exterior do ADN. A partir desta posición, o ligando pode entón moverse no medio hidrofóbico que se encontra entre os pares de bases e lonxe do ambiente exterior hidrofílico que rodea ao ADN, colocándose no sitio de intercalación. Os pares de bases forman transitoriamente aberturas debido á enerxía adquirida durante colisións con moléculas do solvente.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Stacking (química)
 Pinza molecular

Categoría:Química