Wpływ leków i innych

Wpływ leków i innych

związków

związków

chemicznych na

chemicznych na

kwasy nukleinowe

kwasy nukleinowe



Lekarze nie zawsze uświadamiają sobie fakt, że

Lekarze nie zawsze uświadamiają sobie fakt, że

podczas niektórych zabiegów diagnostycznych

podczas niektórych zabiegów diagnostycznych

lub przez terapię wpływają na DNA pacjenta.

lub przez terapię wpływają na DNA pacjenta.

Niektóre leki, szczególnie cytostatyczne,

Niektóre leki, szczególnie cytostatyczne,

stosowane w onkologii mogą indukować

stosowane w onkologii mogą indukować

mutacje w prawidłowych komórkach chorego.

mutacje w prawidłowych komórkach chorego.

Znane jest też działanie uboczne tych leków w

Znane jest też działanie uboczne tych leków w

postaci leukopenii (zmniejszenia liczby krwinek

postaci leukopenii (zmniejszenia liczby krwinek

białych we krwi obwodowej) i wypadania

białych we krwi obwodowej) i wypadania

włosów (w wyniku zahamowania podziałów

włosów (w wyniku zahamowania podziałów

komórkowych w cebulkach włosowych).

komórkowych w cebulkach włosowych).

1. Wpływ leków

1. Wpływ leków

cytostatycznych na kwasy

cytostatycznych na kwasy

nukleinowe:

nukleinowe:



Leki cytostatyczne oprócz hamowania

Leki cytostatyczne oprócz hamowania

podziałów komórek nowotworowych

podziałów komórek nowotworowych

uszkadzają prawidłowe, dzielące się

uszkadzają prawidłowe, dzielące się

komórki organizmu i wywołują objawy

komórki organizmu i wywołują objawy

uboczne. Do związków chemicznych tego

uboczne. Do związków chemicznych tego

rodzaju należą analogi zasad

rodzaju należą analogi zasad

purynowych i pirymidynowych, leki

purynowych i pirymidynowych, leki

alkilujące, niektóre antybiotyki hamujące

alkilujące, niektóre antybiotyki hamujące

syntezę DNA (daunomycyna,

syntezę DNA (daunomycyna,

mitomycyna).

mitomycyna).

1.1 Pochodne zasad

1.1 Pochodne zasad

azotowych

azotowych



Do leków pochodnych zasad

Do leków pochodnych zasad

azotowych stosowanych w terapii

azotowych stosowanych w terapii

należą m.in. fluorouracyl (FU),6-

należą m.in. fluorouracyl (FU),6-

merkaptopuryna, cytarabina i

merkaptopuryna, cytarabina i

azatiopryna. Leki te są

azatiopryna. Leki te są

antagonistami zasad

antagonistami zasad

pirymidynowych i purynowych.

pirymidynowych i purynowych.

Fluorouracyl

Fluorouracyl



Stosowany jest jako lek cytostatyczny w różnych

Stosowany jest jako lek cytostatyczny w różnych

postaciach litych nowotworów(rak żołądka,

postaciach litych nowotworów(rak żołądka,

trzustki, jelita grubego, rak sutka). Fluorouracyl

trzustki, jelita grubego, rak sutka). Fluorouracyl

ulega w komórce przemianie do postaci

ulega w komórce przemianie do postaci

biologicznie czynnej(5-dUMP)

biologicznie czynnej(5-dUMP)

fosfodeoksyrybonukleotydu i

fosfodeoksyrybonukleotydu i

fluorourydyny(FUTP). W takiej postaci blokuje

fluorourydyny(FUTP). W takiej postaci blokuje

aktywność syntetazy tymidylowej, co prowadzi do

aktywność syntetazy tymidylowej, co prowadzi do

zahamowania syntezy DNA i do śmierci komórki

zahamowania syntezy DNA i do śmierci komórki

nowotworowej. FUTP jest także wbudowywany

nowotworowej. FUTP jest także wbudowywany

do RNA, w wyniku czego następuje zablokowanie

do RNA, w wyniku czego następuje zablokowanie

fosfatazy uracylowej i zaburzenie przekształcenia

fosfatazy uracylowej i zaburzenie przekształcenia

uracylu. W następstwie powstaje RNA o

uracylu. W następstwie powstaje RNA o

nieprawidłowej budowie i zmienionej funkcji.

nieprawidłowej budowie i zmienionej funkcji.

Cytarabina

Cytarabina



Jest analogiem 2-deoksycytydyny. W swoim

Jest analogiem 2-deoksycytydyny. W swoim

składzie zamiast rybozy ma cząsteczkę

składzie zamiast rybozy ma cząsteczkę

arabinozy. Cytarabina jest stosowana w

arabinozy. Cytarabina jest stosowana w

ostrych białaczkach limfoblastycznych i

ostrych białaczkach limfoblastycznych i

szpikowej, a także jako lek immunosupresyjny.

szpikowej, a także jako lek immunosupresyjny.

Działanie uboczne leku polega na uszkodzeniu

Działanie uboczne leku polega na uszkodzeniu

szpiku kostnego i nabłonka przewodu

szpiku kostnego i nabłonka przewodu

pokarmowego. Cytarabina hamuje aktywność

pokarmowego. Cytarabina hamuje aktywność

polimerazy DNA oraz aktywność reduktazy

polimerazy DNA oraz aktywność reduktazy

katalizującej przekształcanie difosforanu

katalizującej przekształcanie difosforanu

cytydyny w difosforan deoksycytydyny. Obie

cytydyny w difosforan deoksycytydyny. Obie

te reakcje zaburzają syntezę DNA. Cytarabina

te reakcje zaburzają syntezę DNA. Cytarabina

wbudowuje się w DNA i RNA.

wbudowuje się w DNA i RNA.

Merkaptopuryna

Merkaptopuryna



Jest pochodną zasad purynowych. W

Jest pochodną zasad purynowych. W

odróżnieniu od zasad pirymidynowych 6-

odróżnieniu od zasad pirymidynowych 6-

merkaptopuryna ma w cząsteczce zamiast

merkaptopuryna ma w cząsteczce zamiast

grupy aminowej grupę SH. Związek ten

grupy aminowej grupę SH. Związek ten

hamuje syntezę DNA i dlatego jest

hamuje syntezę DNA i dlatego jest

stosowany w terapii białaczek szpikowych

stosowany w terapii białaczek szpikowych

i limfoblastycznych. Do jej działań

i limfoblastycznych. Do jej działań

ubocznych należą niedokrwistość,

ubocznych należą niedokrwistość,

limfocytopenie i zaburzenia żołądkowo-

limfocytopenie i zaburzenia żołądkowo-

jelitowe.

jelitowe.

Azatiopryna

Azatiopryna



Jest pochodną merkaptopuryny

Jest pochodną merkaptopuryny

wykazującą działanie cytostatyczne i

wykazującą działanie cytostatyczne i

immunosupresyjne. Azatiopryna jest

immunosupresyjne. Azatiopryna jest

stosowana po przeszczepieniu

stosowana po przeszczepieniu

narządów w celu zapobiegania ich

narządów w celu zapobiegania ich

odrzucenia, a także w niektórych

odrzucenia, a także w niektórych

chorobach autoimmunologicznych,

chorobach autoimmunologicznych,

np. w toczniu rumieniowatym.

np. w toczniu rumieniowatym.

1.2 Pochodne

1.2 Pochodne

nukleozydów

nukleozydów

Aciklowir

Aciklowir

Jest analogiem nukleozydu guaninowego.

Jest analogiem nukleozydu guaninowego.

Aciklowir działa przeciwko wirusom

Aciklowir działa przeciwko wirusom

opryszczki zwykłej oraz wirusom półpaśca.

opryszczki zwykłej oraz wirusom półpaśca.

Po licznych przekształceniach polegających

Po licznych przekształceniach polegających

na fosforylacji, staje się on biologicznie

na fosforylacji, staje się on biologicznie

aktywny. W komórce zarażonej wirusem

aktywny. W komórce zarażonej wirusem

trifosforan aciklowiru wchodzi w reakcję z

trifosforan aciklowiru wchodzi w reakcję z

polimerazą DNA blokując ją i hamując

polimerazą DNA blokując ją i hamując

przez to replikację wirusa.

przez to replikację wirusa.

Zidowudyna(AZT)

Zidowudyna(AZT)



Stosowana jest w leczeniu chorych z

Stosowana jest w leczeniu chorych z

zespołem nabytego upośledzenia

zespołem nabytego upośledzenia

odporności(AIDS). Jest inhibitorem

odporności(AIDS). Jest inhibitorem

odwrotnej transkryptazy wirusa HIV. Lek

odwrotnej transkryptazy wirusa HIV. Lek

ten hamuje namnażanie wirusa, gdyż jest

ten hamuje namnażanie wirusa, gdyż jest

wbudowywany również w RNA wirusa.

wbudowywany również w RNA wirusa.

Zidowudyna poprawia stan chorych i

Zidowudyna poprawia stan chorych i

wydłuża czas ich życia. U chorego może

wydłuża czas ich życia. U chorego może

powodować zaburzenia czynności szpiku

powodować zaburzenia czynności szpiku

kostnego.

kostnego.

Izoprynozyna

Izoprynozyna



Działa przeciwwirusowo hamując rozwój

Działa przeciwwirusowo hamując rozwój

wirusów DNA i RNA oraz

wirusów DNA i RNA oraz

immunostymulująco, wzmagając proliferację

immunostymulująco, wzmagając proliferację

limfocytów i komórek NK. Jest stosowana

limfocytów i komórek NK. Jest stosowana

głównie w chorobach wirusowych, takich jak

głównie w chorobach wirusowych, takich jak

półpasiec, ospa wietrzna, grypa, odra i

półpasiec, ospa wietrzna, grypa, odra i

wirusowe zapalenie mózgu. Jest to lek dobrze

wirusowe zapalenie mózgu. Jest to lek dobrze

tolerowany. Wykazuje on niewielkie działania

tolerowany. Wykazuje on niewielkie działania

uboczne, np. zaburzenia żołądkowe oraz

uboczne, np. zaburzenia żołądkowe oraz

wzrost poziomu kwasu moczowego we krwi i

wzrost poziomu kwasu moczowego we krwi i

w moczu.

w moczu.

1.3 Cisplatyna

1.3 Cisplatyna



Jest nieorganicznym kompleksowym

Jest nieorganicznym kompleksowym

związkiem platyny o szerokim działaniu

związkiem platyny o szerokim działaniu

przeciwnowotworowym, cytotoksycznym,

przeciwnowotworowym, cytotoksycznym,

cytostatycznym i immunosupresyjnym.

cytostatycznym i immunosupresyjnym.

Tworzy dodatkowe wiązania poprzeczne

Tworzy dodatkowe wiązania poprzeczne

w jednej nici DNA lub między nićmi DNA

w jednej nici DNA lub między nićmi DNA

w komórkach eukariotycznych. Kumuluje

w komórkach eukariotycznych. Kumuluje

się w tkankach; jej czas półtrwania

się w tkankach; jej czas półtrwania

wynosi od 8 do 10 dni. Objawem

wynosi od 8 do 10 dni. Objawem

ubocznym jest nefrotoksyczność i

ubocznym jest nefrotoksyczność i

ototoksyczność.

ototoksyczność.

2. Wpływ niektórych antybiotyków

2. Wpływ niektórych antybiotyków

i leków bakteriobójczych na kwasy

i leków bakteriobójczych na kwasy

nukleinowe

nukleinowe



Niektóre antybiotyki działają bakteriobójczo lub

Niektóre antybiotyki działają bakteriobójczo lub

bakteriostatycznie, dlatego że hamują syntezę

bakteriostatycznie, dlatego że hamują syntezę

kwasów nukleinowych w komórce bakteryjnej.

kwasów nukleinowych w komórce bakteryjnej.

Do inhibitorów syntezy kwasów nukleinowych

Do inhibitorów syntezy kwasów nukleinowych

należą:

należą:



Aktynomycyna D

Aktynomycyna D



Daunomycyna( daunorubicyna, rubidomycyna)

Daunomycyna( daunorubicyna, rubidomycyna)



Mitomycyna C

Mitomycyna C



rifamycyny, np. rifampicyna

rifamycyny, np. rifampicyna



Chinolony, m.in. Kwas nalidyksowy, pefloksacyna

Chinolony, m.in. Kwas nalidyksowy, pefloksacyna

Aktynomycyna D

Aktynomycyna D



Jest antybiotykiem przeciwnowotworowym,

Jest antybiotykiem przeciwnowotworowym,

wytwarzanym przez

wytwarzanym przez

Streptomyces

Streptomyces

antibioticus.

antibioticus.

Gromadzi się wybiórczo w jądrze

Gromadzi się wybiórczo w jądrze

komórkowym. Wiąże się silnie z dwuniciowym

komórkowym. Wiąże się silnie z dwuniciowym

DNA na drodze interkalacji pomiędzy pary G-

DNA na drodze interkalacji pomiędzy pary G-

C i C-G, co hamuje zarówno replikację jak i

C i C-G, co hamuje zarówno replikację jak i

transkrypcję. Blokuje ona wzrost szybko

transkrypcję. Blokuje ona wzrost szybko

dzielących się komórek, dlatego jest

dzielących się komórek, dlatego jest

wykorzystywana w leczeniu pacjentów z

wykorzystywana w leczeniu pacjentów z

niektórymi postaciami nowotworów( guz

niektórymi postaciami nowotworów( guz

Wilmsa, rak jądra, kosmówczak).

Wilmsa, rak jądra, kosmówczak).

Daunomycyna

Daunomycyna



Blokuje matrycową aktywność DNA,

Blokuje matrycową aktywność DNA,

co prowadzi do zahamowania

co prowadzi do zahamowania

replikacji i transkrypcji. Działa

replikacji i transkrypcji. Działa

przeciwbakteryjnie i

przeciwbakteryjnie i

przeciwnowotworowo. Jest

przeciwnowotworowo. Jest

stosowana w leczeniu pacjentów z

stosowana w leczeniu pacjentów z

ziarnicą złośliwą, białaczkami i

ziarnicą złośliwą, białaczkami i

niektórymi postaciami chłoniaków.

niektórymi postaciami chłoniaków.

Mitomycyna C

Mitomycyna C



Działa jak dwufunkcyjny związek

Działa jak dwufunkcyjny związek

alkilujący i wywołuje podobne do nich

alkilujący i wywołuje podobne do nich

objawy toksyczne. Wiąże się trwale z

objawy toksyczne. Wiąże się trwale z

podwójną spiralą DNA, tworząc pomiędzy

podwójną spiralą DNA, tworząc pomiędzy

jego nićmi dodatkowe wiązania

jego nićmi dodatkowe wiązania

poprzeczne, przez co hamuje replikację i

poprzeczne, przez co hamuje replikację i

transkrypcję. Stosowana jest w leczeniu

transkrypcję. Stosowana jest w leczeniu

pacjentów z różnymi nowotworami

pacjentów z różnymi nowotworami

narządowymi( rak żołądka, jelita,

narządowymi( rak żołądka, jelita,

chłoniaki). Z powodu wysokiej

chłoniaki). Z powodu wysokiej

toksyczności jest stosowana rzadziej.

toksyczności jest stosowana rzadziej.

Rifamycyny

Rifamycyny



To grupa antybiotyków makrocyklicznych

To grupa antybiotyków makrocyklicznych

wytwarzanych przez

wytwarzanych przez

Streptomyces

Streptomyces

mediterranei.

mediterranei.

Duże znaczenie lecznicze

Duże znaczenie lecznicze

ma półsyntetyczna rifampicyna.

ma półsyntetyczna rifampicyna.

Mechanizm ich działania jest złożony i

Mechanizm ich działania jest złożony i

polega na hamowaniu syntezy kwasów

polega na hamowaniu syntezy kwasów

nukleinowych. Rifamycyny nie działają

nukleinowych. Rifamycyny nie działają

na komórki eukariotyczne. Są bardzo

na komórki eukariotyczne. Są bardzo

skuteczne w leczeniu zakażeń bakteriami

skuteczne w leczeniu zakażeń bakteriami

Gram (+).

Gram (+).

Chinolony

Chinolony



Są inhibitorami topoizomerazy II,

Są inhibitorami topoizomerazy II,

odpowiedzialnej za zwijanie nici DNA.

odpowiedzialnej za zwijanie nici DNA.

Leki te bardzo silnie hamują replikacje i

Leki te bardzo silnie hamują replikacje i

transkrypcje bakteryjnego DNA.

transkrypcje bakteryjnego DNA.

Zapobiegają wiązaniu ATP do gyrazy. Do

Zapobiegają wiązaniu ATP do gyrazy. Do

pochodnych chinolowych, hamujących

pochodnych chinolowych, hamujących

gyrazę należą: kwas pipemidowy, kwas

gyrazę należą: kwas pipemidowy, kwas

nalidyksowy i oksolinowy.

nalidyksowy i oksolinowy.

Leki tej grupy są bardzo skuteczne w

Leki tej grupy są bardzo skuteczne w

leczeniu bakteryjnych zapaleń dróg

leczeniu bakteryjnych zapaleń dróg

moczowych.

moczowych.

Nitrofurany

Nitrofurany



Np. furagina, nitrofurantoina, są

Np. furagina, nitrofurantoina, są

redukowane w komórce bakteryjnej przez

redukowane w komórce bakteryjnej przez

reduktazy z wytwarzaniem wolnych

reduktazy z wytwarzaniem wolnych

rodników, m. in. bardzo aktywnego

rodników, m. in. bardzo aktywnego

biologicznie rodnika hydro ksylowego

biologicznie rodnika hydro ksylowego

OH. Rodniki te są odpowiedzialne za

OH. Rodniki te są odpowiedzialne za

rozrywanie jednej lub obydwu nici DNA

rozrywanie jednej lub obydwu nici DNA

w komórkach prokariotycznych.

w komórkach prokariotycznych.

Nitrofurany działają bardzo silnie

Nitrofurany działają bardzo silnie

bakteriobójczo i są stosowane głównie w

bakteriobójczo i są stosowane głównie w

zakażeniach dróg moczowych.

zakażeniach dróg moczowych.

Niektóre antybiotyki i

Niektóre antybiotyki i

toksyny hamujące syntezę

toksyny hamujące syntezę

białka.

białka.



STREPTOMYCYNA- łączy się z podjednostką

STREPTOMYCYNA- łączy się z podjednostką

rybosomów bakteryjnych, co prowadzi do

rybosomów bakteryjnych, co prowadzi do

błędnego odczytywania mRNA, np.. W miejscu

błędnego odczytywania mRNA, np.. W miejscu

tripletu UUU zamiast fenyloalaniny zostaje

tripletu UUU zamiast fenyloalaniny zostaje

wbudowana izoleucyna. Oprócz tego

wbudowana izoleucyna. Oprócz tego

streptomycyna hamuje wiązanie się

streptomycyna hamuje wiązanie się

formylometionylo-tRNA z rybosomami,

formylometionylo-tRNA z rybosomami,

uniemożliwiając inicjacje syntezy białka.

uniemożliwiając inicjacje syntezy białka.

Powstające pod wpływem streptomycyny białka

Powstające pod wpływem streptomycyny białka

pozbawione są typowych dla nich funkcji

pozbawione są typowych dla nich funkcji

biologicznych, w wyniku czego bakterie giną.

biologicznych, w wyniku czego bakterie giną.

Streptomycyna kumuluje się w ślimaku ucha,

Streptomycyna kumuluje się w ślimaku ucha,

co prowadzi do jego uszkodzenia i głuchoty.

co prowadzi do jego uszkodzenia i głuchoty.



TETRACYKLINY- są antybiotykami o szerokim zakresie działania. Wiążą się z podjednostką

TETRACYKLINY- są antybiotykami o szerokim zakresie działania. Wiążą się z podjednostką

30S rybosomów organizmów prokariotycznych hamując wiązanie się z nią aminoacylo-tRNA,

30S rybosomów organizmów prokariotycznych hamując wiązanie się z nią aminoacylo-tRNA,

blokując syntezę białka.

blokując syntezę białka.



CHLORAMFENIKOL- hamuje aktywność peptydylotranswerazy przez wiązanie się z centrum

CHLORAMFENIKOL- hamuje aktywność peptydylotranswerazy przez wiązanie się z centrum

aktywnym enzymu. Dochodzi do zahamowania syntetyzowanego peptydu, który pozostaje

aktywnym enzymu. Dochodzi do zahamowania syntetyzowanego peptydu, który pozostaje

związany z rybosomem. Chloramfenikol hamuje syntezę białka w bakteriach Gram(+) i

związany z rybosomem. Chloramfenikol hamuje syntezę białka w bakteriach Gram(+) i

Gram(-) i niektórych wirusach. Jest antybiotykiem bardzo toksycznym.

Gram(-) i niektórych wirusach. Jest antybiotykiem bardzo toksycznym.



ERYTROMYCYNA- jest antybiotykiem hamującym przesuwanie aminoacylo-tRNA z miejsca

ERYTROMYCYNA- jest antybiotykiem hamującym przesuwanie aminoacylo-tRNA z miejsca

akceptorowego do miejsca peptydowego na podjednostce 50S rybosomu Prokaryota, co

akceptorowego do miejsca peptydowego na podjednostce 50S rybosomu Prokaryota, co

powoduje zahamowanie syntezy białka w komórkach bakteryjnych.

powoduje zahamowanie syntezy białka w komórkach bakteryjnych.



PUROMYCYNA- wiąże się z rybosomami w miejscu akceptorowym i kończy przedwcześnie

PUROMYCYNA- wiąże się z rybosomami w miejscu akceptorowym i kończy przedwcześnie

syntezę łancucha polipeptydowego. Powstają niefunkcjonalne fragmenty peptydów.

syntezę łancucha polipeptydowego. Powstają niefunkcjonalne fragmenty peptydów.

Puromycyna jest bardzo toksyczna. Nie jest stosowana w klinice, lecz używana do

Puromycyna jest bardzo toksyczna. Nie jest stosowana w klinice, lecz używana do

doświadczeń na zwierzętach. Stwierdzono m. in. ,że zwierzęta którym podawano

doświadczeń na zwierzętach. Stwierdzono m. in. ,że zwierzęta którym podawano

puromycynę traciły pamięć i zdolności uczenia się.

puromycynę traciły pamięć i zdolności uczenia się.



ALFA SARCYNA- to toksyna z grzybów, rozbija dużą podjednostkę rybosomów,

ALFA SARCYNA- to toksyna z grzybów, rozbija dużą podjednostkę rybosomów,

doprowadzając do inaktywacji tego organellum i do zahamowania syntezy białka w komórce.

doprowadzając do inaktywacji tego organellum i do zahamowania syntezy białka w komórce.



Rycyna- jest to N-glikozydaza pochodząca z rośliny Ricinus communis. Odrywa pojedyncze

Rycyna- jest to N-glikozydaza pochodząca z rośliny Ricinus communis. Odrywa pojedyncze

adeniny z dużych podjednostek rRNA, co prowadzi do inaktywacji rybosomów.

adeniny z dużych podjednostek rRNA, co prowadzi do inaktywacji rybosomów.



ALFA -AMANITYNA – występuje w muchomorze sromotnikowym i jest przyczyną większości

ALFA -AMANITYNA – występuje w muchomorze sromotnikowym i jest przyczyną większości

śmiertelnych zatruć grzybami w Polsce. Grzyb ten zawiera szereg toksycznych substancji, a

śmiertelnych zatruć grzybami w Polsce. Grzyb ten zawiera szereg toksycznych substancji, a

wśród nich kilka cyklicznych oktapeptydów- amatoksyn. Jedną z nich jest alfa-amanityna,

wśród nich kilka cyklicznych oktapeptydów- amatoksyn. Jedną z nich jest alfa-amanityna,

która tworzy trwałe kompleksy z polimerazą RNA II i polimerazą RNA III komórek

która tworzy trwałe kompleksy z polimerazą RNA II i polimerazą RNA III komórek

eukariotycznych, w wyniku czego hamuje proces elongacji mRNA. RNA polimeraza

eukariotycznych, w wyniku czego hamuje proces elongacji mRNA. RNA polimeraza

bakteryjna, mitochondrialna i chloroplastowa są niewrażliwe na alfa-amanitynę.

bakteryjna, mitochondrialna i chloroplastowa są niewrażliwe na alfa-amanitynę.