Me alegro de que hayas proporcionado un ejemplo específico, el benceno, ya que esto mantiene mi respuesta bastante sencilla.
El benceno es una molécula hidrofóbica pequeña y simple. Es uno de los 20 productos químicos más utilizados en los Estados Unidos, y desafortunadamente lleva a la toxicidad de la médula ósea varias malignidades hematopoyéticas en humanos (p. Ej., Leucemias y linfomas) [1]. Es particularmente conocido por causar leucemia mieloide aguda (AML) [1b].
Benceno: pequeño e hidrofóbico
Ahora, nuestras membranas celulares son bastante buenas para mantener los materiales dañinos fuera de nuestras células y mantener moléculas útiles, pero es imposible regular todo. Las moléculas principales que necesitan tener un flujo de membrana restringido son moléculas polares grandes como azúcares (ya que las concentraciones de estos deben ser altas en la célula) y moléculas cargadas, con fines bioenergéticos.
El benceno, sin embargo, no es algo que la célula haya desarrollado para preocuparse demasiado, y como molécula pequeña e hidrofóbica, puede difundirse libremente a través de las membranas celulares, como se muestra a continuación:
Imagen de [2]. El benceno puede cruzar libremente la membrana celular.
¿Las plantas / árboles necesitan agua dulce o pueden crecer igualmente con agua salada?
¿Cuáles son las principales ramas de la biología molecular?
¿Qué comida contiene glucógeno?
¿Cuál es la lógica general detrás de los dibujos, diagramas y esquemas utilizados en biología?
¿Cuáles son algunas sugerencias para tener un impacto en la biotecnología?
Entonces, ¿cómo se relaciona el benceno con las mutaciones genéticas?
Bueno, en primer lugar, se sabe que el metabolismo del benceno desempeña un papel considerable en la alteración del ADN; si el metabolismo del benceno se inhibe mediante la adición de tolueno (una molécula similar), la toxicidad se reduce notablemente [3].
El benceno tiene un metabolismo complejo: se descompone en el hígado por el citocromo P450 2E1 en una amplia gama de metabolitos diferentes, incluidos el óxido de benceno, el catecol y la hidroquinona [4]. Son estos metabolitos los que están principalmente implicados en la toxicidad celular, muy probablemente a través de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) [4b, 4c], que según los informes dañan moléculas biológicas como proteínas, lípidos y, por supuesto, ADN.
Alternativamente, es posible que el benceno actúe sobre la epigenética de la célula. Muchas neoplasias hematológicas, como la AML, son causadas por la metilación alterada del ADN (hiponona DNA global y promotores del gen hyper-on) [5]. Se ha demostrado que muchos metabolitos de benceno causan una metilación aberrante del ADN [6].
De hecho, la presencia de benceno solo puede alterar la epigenética de la célula, es decir, al desencadenar la sobreexpresión de proteínas promotoras metilantes, lo que resulta en hipermetilación del promotor [7].
Gracias por el A2A.
Referencias
[1] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[1b] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[2] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/book…
[3] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[4] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/…
[4b] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[4c] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[5] http://www.sciencedirect.com/sci…
[6] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubm…
[7] http://www.researchgate.net/publ…
