Dalam kimia, istilah interkalasi mengacu pada masuknya suatu kelompok atau molekul antara dua molekul atau kelompok lain, dengan cara yang reversibel. Contoh interkalasi yang paling umum ditemukan dalam DNA dan grafit.
Dalam interkalasi, struktur asli molekul diubah oleh kelompok atau molekul yang diselingi. Gambar berikut menunjukkan representasi untai DNA yang tidak disisipkan (di sebelah kiri), dan modifikasi yang dialaminya setelah disisipkan (gambar di sebelah kanan). Area yang ditandai dengan warna merah sesuai dengan molekul yang tidak termasuk dalam rantai DNA asli, yang telah dimasukkan ke dalamnya.
Pada gambar di bawah ini kita melihat molekul etidium terjepit di antara dua pasangan basa: adenin-urasil.
Molekul yang mampu berinteraksi dengan untai DNA disebut ligan. Ligan dapat dihubungkan secara kovalen dengan DNA, berinteraksi melalui gaya elektrostatik, atau disisipkan. Interkalasi terjadi ketika ligan memiliki struktur dan komposisi sedemikian rupa sehingga dapat ditempatkan di antara pasangan basa, saling menempel dengan sempurna.
Ligan ini umumnya aromatik, polisiklik, dan planar. Ligan ini sering digunakan sebagai pewarna untuk untai DNA dan RNA. Di antara interkalator asam nukleat paling terkenal yang kami miliki: daunomisin, doksorubisin, proflavin, etidium bromida, dan thalidomide.
Kegunaan umum lain dari interkalator DNA adalah dalam kemoterapi. Dengan proses interkalasi terjadi perubahan dalam struktur rantai DNA sel kanker, sedemikian rupa sehingga reproduksi sel tersebut terhambat. Doksorubisin dan daunorubisin digunakan dalam pengobatan limfoma Hodgkin. Intercaladotes lainnya berguna untuk pengobatan jenis tumor lainnya, seperti sarkoma Ewing, rhabdomyosarcoma, dan lain-lain.
Agar interkalator berada di tengah pasangan basa, interkalator harus menyebabkan pelepasan sebagian untai DNA. Tingkat pelepasan yang disebabkan tergantung pada interposer. Misalnya, dalam kasus etidium bromida, kation etidium melepaskan rantai DNA ke-26. Proflavin menyebabkan 17 bersantai.
Hal ini menyebabkan beberapa perubahan struktural dalam rantai DNA, seperti pemanjangan yang sama dan pemuntiran pasangan basa, muncul ruang di antara mereka, di mana ligan dimasukkan.
Dengan modifikasi struktur ini, DNA juga terpengaruh dari sudut pandang fungsional; Transkripsi DNA, replikasi dan proses perbaikan sering terhambat. Dengan cara ini, interkalator memiliki efek mutagenik dan karsinogenik yang nyata.
Grafit mengambil bagian dalam beberapa reaksi di mana lapisan karbon terpisah, meninggalkan atom atau ion di antara mereka. Produk dari reaksi ini disebut senyawa interkalasi grafit.
Ada dua jenis zat yang terinterkalasi dalam grafit: beberapa menyebabkan gelombang lapisan laminarnya, dan yang lain mempertahankan planaritas lapisan, tetapi memisahkannya.
Contoh interkalator grafit adalah fluor, membentuk karbon monofluorida polimer. Interkalator ini menyebabkan waviness pada lapisan grafit.
Kalium juga dapat berinteraksi dengan grafit, memisahkan lapisan pipihnya, tetapi tanpa menyebabkan riak.
Grafit juga dapat membentuk senyawa interkalasi dengan gugus sulfat, brom, klorin, atom yodium, dan lain-lain. Senyawa ini memiliki berbagai aplikasi, termasuk sebagai katalis untuk reaksi lain.