- Nuklearni enzimi
- Klasifikacija nuklearnih enzima
- Vrste nukleusa
- endonukleaze
- Ograničenje endonukleaze
- eksonukleaza
- Patofiziologija kariolize
- Nalazi iz svjetlosne mikroskopije
- Reference
Karyolysis jedna promjena navedene u jezgrama stanica, kada ovi kalup s opasnostima i vanjskih oštećenja, kao što je zbog hipoksije (nedovoljne opskrbe kisikom) i toksičnih tvari.
Ime potječe od grčkog kariona, što znači "jezgra" i liza, što se može protumačiti kao "prigušenje" ili otapanje "; stoga izraz karioliza doslovno znači "izlivanje jezgre".
Taj se fenomen pojavljuje tijekom faze nekrofaneroze, poput piknoze i karioreksije, i može biti jedina nuklearna promjena ili biti uključen u kontinuum koji započinje piknozom, prolazi kroz karioreksu i završava u kariolizi.
Kao i u karioreksiji, nuklearna promjena prethodi citoplazmatskim promjenama, a proces u cjelini prati upala izvanstaničnog matriksa, nešto što je karakteristično za nekrozu, a što se može smatrati temeljnom razlikom s apoptozom, u kojoj nema postoji upalni komplement.
Karioliza nastaje zbog djelovanja nuklearnih enzima koji u normalnim uvjetima pomažu odmotavanju i fragmentiranju DNK tako da se ona može prepisati, ali da u uvjetima stanične smrti uslijed noksa (nekroze) počinju razgrađivati jezgru u cjelini.
Nuklearni enzimi
Enzimi stanične jezgre su višestruki i vrlo specifični, od vitalnog su značaja za fiziologiju DNK i RNK.
Kako su geni i kromosomi strukturirani formirajući kromatin, gotovo je nemoguće da se odvija transkripcija i replikacija DNA, budući da je to kontinuirani lanac, izuzetno dug i s vrlo složenom trodimenzionalnom prostornom konformacijom.
Da bi olakšali proces replikacije i transkripcije, nuklearni enzimi "presjeku" fragment DNK koji se prepisuje, omogućujući tako da se RNA poveže s linearnim lancem deoksiribonukleinske kiseline s vrlo jasnim početkom i završetkom.
Također poznati kao "fosfodiesteraze", nuklearni enzimi su sposobni cijepiti fosfodiesterske veze, ključne dijelove u strukturi nukleinskih kiselina, a istovremeno reguliraju unutarćelijske razine cikličkog AMP i GMP.
Klasifikacija nuklearnih enzima
Ovisno o mjestu na kojem endonuklese pokazuju svoj učinak, svrstavaju se u dvije široke kategorije: nukleaze i ligaze.
Do sada su učinci enzima nukleaze, odgovorni za "rezanje" dijelova DNA kako bi se omogućila njihova replikacija, grubo opisani, međutim, nakon što je dovršena transkripcija DNA fragmenta, ona se mora ponovno integrirati u velikog lanca deoksiribonukleinske kiseline kojoj pripada i to učiniti u određenom položaju.
Tu dolaze u igru "ligaze", enzimi sposobni "nalijepiti" na svoje mjesto niz DNK, prethodno cijepljen fosfodiesterazama.
Delikatna ravnoteža između nukleaza i ligaza omogućava održavanje integriteta genetskog materijala, tako da kada aktivnost jednog enzima premaši drugi, mogu se predvidjeti problemi.
Vrste nukleusa
Da bismo razumjeli ulogu fosfodiesteraze u kariolizi, ključno je poznavati različite vrste koje postoje jer su one odgovorne za cijeli postupak.
U tom smislu ligazi praktički nemaju nikakvu ulogu, u stvari se njihova aktivnost otkazuje, što onemogućuje preokrenuti postupak koji je pokrenut nukulijama.
Prema tome, ovisno o mjestu na kojem nukleusi djeluju, dijele se na:
- Endonucleases
- Izuzetno oslobađa
- Endonukleaza restrikcije
Osim enzima koji mogu cijepati DNK (poznatih i kao DNaze), u jezgru se nalaze i enzimi sa sposobnošću "rezanja" i modeliranja RNA segmenata, koji su poznati kao ribonukleaze ili RNaze.
Iako su ovi enzimi važni u normalnoj fiziologiji stanice, tijekom procesa nekroze igraju sporednu ulogu.
endonukleaze
Endonukleaze su enzimi sposobni odsjeći DNK lance sa svog slobodnog kraja, to jest sposobni su odvojiti DNK u bilo kojem trenutku u lancu.
Endonucleases može nasumično izrezati DNA u bilo kojoj regiji bez podudaranja određenog nukleotidnog slijeda.
Ograničenje endonukleaze
Restriktivni endonukleazi su vrlo posebna vrsta endonukleaza koja može identificirati specifičnu baznu sekvencu kako bi presekla lanac DNA u toj specifičnoj točki.
Razvrstane su u tri skupine: tip I, tip II i tip III.
Endonukleaze restrikcije tipa I zahtijevaju da ATP djeluje (na taj način troše energiju) i sposobni su da odcjepljuju do 1000 baznih parova iz segmenta prepoznavanja.
Sa svoje strane, najjednostavnija verzija restrikcijskih endonukleaza je tip II; U procesu koji ne zahtijeva energiju, ovi enzimi su u stanju da sijeku DNK u različitim duljinama iz restriktivne sekvence.
Konačno, III. Restrikcijska endonukleaza tipa III, u postupku koji također troši energiju (ATP), presiječe lanac DNA na male fragmente koji ne prelaze 25 baznih parova od točke prepoznavanja (ograničenja).
eksonukleaza
Konačno, egzonukleasti su oni enzimi koji mogu izrezati DNK sa slobodnog kraja lanca, to jest oni su specijalizirani enzimi u linearnim lancima DNA koji su prethodno cijepani endonukleazama.
Tako se termin ENDOnuclease odnosi na sposobnost enzima da reže lanac DNA iznutra (ENDO = iznutra), dok EXOnuclease označava da enzim može rezati DNK samo na slobodnom kraju (EXO = izvana), Sinkronizirano i harmonično djelovanje svih ovih enzima omogućava složene procese genetske replikacije i transkripcije; Međutim, tijekom nekroze ta se ravnoteža gubi i DNK se počinje razgrađivati sve dok ne ostanu samo njegove slobodne i neorganizirane osnovne komponente, što je sinonim za staničnu smrt.
Patofiziologija kariolize
Znajući veliki broj enzima koji su prisutni u jezgri, kao i način na koji oni vrše svoju funkciju, nije teško zaključiti patofiziologiju kariolize.
Sve započinje gubitkom homeostaze između nukleaznih enzima i ligaza, čiji je učinak posljednji daleko nadmašen; to jest, više DNK je uništeno nego što se može popraviti.
U prvom slučaju, endonuklese su rezale dugački lanac DNK na sitne fragmente, koji su potom dalje reducirani drugim endonukleazama.
Konačno, kraći fragmenti lišavaju se s njihovih krajeva egzonuklusima sve dok ne ostanu tragovi organiziranog nuklearnog materijala, koji je enzimski raspadnut.
Nalazi iz svjetlosne mikroskopije
Pri svjetlosnoj mikroskopiji stanice koje su bile podvrgnute kariolizi izgledaju potpuno ružičasto (eozinofili), što onemogućuje prepoznavanje nuklearnog materijala obojenog u ljubičasto.
U nekim se slučajevima na području gdje je nekada stanično jezgro moglo vidjeti mrlja ili duh, ali općenito prevladavajuća boja će biti ružičasta, jer ne postoje organizirane nuklearne strukture sposobne hvatati hematoksilin.
Reference
- Van Cruchten, S., i Van Den Broeck, W. (2002). Morfološki i biokemijski aspekti apoptoze, onkoze i nekroze. Anatomija, histologija, embriologija, 31 (4), 214-223.
- Parafiniuk, M. (1998). Fenomen kariolize u ispitivanjima citofotomorfometrija. U Annales Academiae Medicae Stetinensis (str. 1-87).
- Tolbert, PE, Shy, CM, i Allen, JW (1992). Mikronukleusi i druge nuklearne anomalije u bukalnom razmazu: razvoj metoda. Istraživanje mutacije / mutageneza okoliša i srodni predmeti, 271 (1), 69-77.
- Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… i Trump, BF (1999). Nomenklatura ćelijske smrti: preporuke ad hoc Odbora Društva toksikoloških patologa. Toksikološka patologija, 27 (4), 484-490.
- Zabiti, S. (2002). Promjena ionske homeostaze tijekom oštećenja stanica uzrokovanih metaboličkom hipoksijom. Uloga monovalentnih iona (doktorska disertacija, Sveučilište u Granadi).