ČO JE KARYOLÝZA? - LIEK

Karyolysis je jednou zo zmien uvedených v jadrách buniek, keď tieto matrice z NOXA alebo vonkajšieho poškodenia, ako je napríklad v dôsledku hypoxie (nedostatočný prívod kyslíka) alebo toxických látok.

Jeho názov je odvodený od gréckeho karyonu, čo znamená „jadro“ a lýzu, čo možno interpretovať ako „útlm“ alebo rozpustenie; preto termín karyolýza doslovne znamená „vyťaženie jadra“.

Tento jav sa vyskytuje vo fáze nekrofanerózy, ako je pyknóza a karyorrhexia, a môže to byť jediná zmena v jadre alebo môže byť zahrnutá do kontinua, ktoré začína pyknózou, prechádza karyorrhexiou a končí karyolýzou.

Rovnako ako v prípade karyorrhexie, jadrová zmena predchádza cytoplazmatickým zmenám a proces ako celok je sprevádzaný zápalom extracelulárnej matrice, niečím charakteristickým pre nekrózu, ktorý možno považovať za zásadný rozdiel s apoptózou, pri ktorej nedochádza k žiadnym zmenám. existuje zápalový doplnok.

Karyolýza sa vyskytuje v dôsledku pôsobenia jadrových enzýmov, ktoré za normálnych podmienok pomáhajú rozvinúť a fragmentovať DNA, aby sa mohla transkribovať, ale že v podmienkach bunkovej smrti v dôsledku noxa (nekrózy) sa jadro úplne rozpadá.

Jadrové enzýmy

Enzýmy bunkového jadra sú početné a veľmi špecifické a sú životne dôležité pre fyziológiu DNA a RNA.

Pretože gény a chromozómy sú štruktúrované a tvoria chromatín, je takmer nemožné, aby došlo k transkripcii a replikácii DNA, pretože ide o súvislý reťazec, extrémne dlhý a s veľmi komplexnou trojrozmernou priestorovou konformáciou.

Aby sa uľahčil proces replikácie a transkripcie, jadrové enzýmy "rozštiepia" fragment DNA, ktorý sa má transkribovať, čím sa umožní RNA pripojiť sa k lineárnemu reťazcu kyseliny deoxyribonukleovej s veľmi jasným začiatkom a koncom.

Jadrové enzýmy známe tiež ako „fosfodiesterázy“ sú schopné štiepiť fosfodiesterové väzby, kľúčové časti štruktúry nukleových kyselín, a tiež regulovať intracelulárne hladiny cyklického AMP a GMP.

Klasifikácia jadrových enzýmov

V závislosti od miesta, kde endonukleázy pôsobia, sú rozdelené do dvoch širokých kategórií: nukleázy a ligázy.

Doposiaľ boli účinky nukleázových enzýmov zodpovedných za „rezanie“ kúskov DNA, ktoré umožňujú ich replikáciu, zhruba opísané, avšak po dokončení transkripcie fragmentu DNA sa musí znovu integrovať do veľkého vlákna kyseliny deoxyribonukleovej, ku ktorej patrí, a tiež to urobiť v špecifickej polohe.

To je miesto, kde sa hrajú „ligázy“, enzýmy schopné „prilepiť“ miesto neho reťazec DNA predtým štiepený fosfodiesterázami.

Jemná rovnováha medzi nukleázami a ligázami umožňuje zachovať integritu genetického materiálu, takže keď aktivita jedného enzýmu presiahne aktivitu druhého, je možné predpovedať problémy.

Druhy nukleáz

Na pochopenie úlohy fosfodiesterázy v karyolýze je nevyhnutné poznať rôzne typy, ktoré existujú, pretože sú zodpovedné za celý proces.

V tomto zmysle ligázy nemajú prakticky žiadnu úlohu, v skutočnosti je ich aktivita zrušená, čo znemožňuje zvrátiť proces iniciovaný nukleázami.

V závislosti od miesta, kde nukleázy vykonávajú svoje pôsobenie, sa teda delia na:

- Endonukleázy

- Exonukleázy

- endonukleázy s obmedzením

Okrem enzýmov schopných štiepiť DNA (tiež známe ako DNázy) sú v jadre tiež enzýmy so schopnosťou "rozrezať" a modelovať RNA segmenty, ktoré sú známe ako ribonukleázy alebo RNázy.

Aj keď sú tieto enzýmy dôležité v normálnej fyziológii bunky, počas procesu nekrózy hrajú sekundárnu úlohu.

endonukleázy

Endonukleázy sú enzýmy schopné odrezať reťazce DNA od ich voľného konca, to znamená, že sú schopné separovať DNA v ktoromkoľvek bode reťazca.

Endonukleázy môžu rezať DNA náhodne v ktorejkoľvek oblasti bez porovnania s konkrétnou nukleotidovou sekvenciou.

Reštrikčné endonukleázy

Reštrikčné endonukleázy sú veľmi špeciálnym typom endonukleáz schopných identifikovať špecifickú sekvenciu báz, aby sa v tomto špecifickom bode odrezal reťazec DNA.

Rozdeľujú sa do troch skupín: typ I, typ II a typ III.

Reštrikčné endonukleázy typu I vyžadujú, aby ATP fungoval (teda spotrebovával energiu) a boli schopné odštiepiť až 1 000 párov báz z rozpoznávacej sekvencie.

Najjednoduchšou verziou reštrikčných endonukleáz je druh II; V procese, ktorý nevyžaduje energiu, sú tieto enzýmy schopné rezať DNA v rôznych dĺžkach z reštrikčnej sekvencie.

Nakoniec reštrikčné endonukleázy typu III, v procese, ktorý tiež spotrebúva energiu (ATP), rozrezávajú reťazec DNA na malé fragmenty, ktoré nepresahujú 25 párov báz od okamihu rozpoznania (obmedzenia).

exonukleáz

Exonukleázy sú nakoniec tie enzýmy, ktoré sú schopné rezať DNA z voľného konca reťazca, to znamená, že ide o špecializované enzýmy v lineárnych reťazcoch DNA, ktoré sa predtým štiepili endonukleázami.

Termín ENDOnuclease sa teda týka schopnosti enzýmu štiepiť DNA reťazec vo vnútri (ENDO = vnútri), zatiaľ čo EXOnuclease naznačuje, že enzým môže rezať DNA iba na voľnom konci (EXO = vonku). ,

Synchronizovaná a harmonická aktivita všetkých týchto enzýmov umožňuje zložité procesy genetickej replikácie a transkripcie; Počas nekrózy sa však táto rovnováha stráca a DNA sa začína fragmentovať, až kým nezostanú iba jej voľné a dezorganizované základné zložky, čo je synonymom bunkovej smrti.

Patofyziológia karyolýzy

Znalosť veľkého počtu enzýmov prítomných v jadre, ako aj spôsobu, akým vykonávajú svoju funkciu, nie je ťažké odvodiť patofyziológiu karyolýzy.

Všetko začína stratou homeostázy medzi nukleázovými enzýmami a ligázami, pričom účinok ligázy je oveľa vyšší ako pôvodná; to znamená, že je zničených viac DNA, ako je možné opraviť.

V prvom prípade endonukleázy štiepia dlhý reťazec DNA na malé fragmenty, ktoré sa následne ďalej redukujú inými endonukleázami.

Nakoniec sú kratšie fragmenty lyzované exonukleázami z ich koncov, dokiaľ nie sú žiadne stopy organizovaného jadrového materiálu, ktorý bol enzymaticky rozložený.

Zistenia zo svetelnej mikroskopie

Vo svetelnej mikroskopii sa bunky, ktoré prešli karyolýzou, javia úplne ružové (eozinofilné), čo znemožňuje identifikáciu jadrového materiálu sfarbeného na fialovú farbu.

V niektorých prípadoch môže byť v oblasti, kde kedysi jadro bunky bolo raz, vidno evanescentné zafarbenie alebo „duch“, ale vo všeobecnosti prevládajúca farba bude ružová, pretože už neexistujú organizovanejšie jadrové štruktúry schopné zachytiť hematoxylín.

Referencie

Van Cruchten, S., a Van Den Broeck, W. (2002). Morfologické a biochemické aspekty apoptózy, onkózy a nekrózy. Anatómia, histológia, embryológia, 31 (4), 214-223.
Parafiniuk, M. (1998). Fenomén karyolýzy pri cytofotomorfometrických vyšetreniach. In Annales Academiae Medicae Stetinensis (str. 1-87).
Tolbert, PE, Shy, CM, a Allen, JW (1992). Mikrojadrá a iné jadrové anomálie v bukálnych náteroch: vývoj metód. Výskum mutácie / mutagenéza prostredia a príbuzné subjekty, 271 (1), 69-77.
Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… & Trump, BF (1999). Nomenklatúra bunkovej smrti: odporúčania ad hoc výboru Spoločnosti toxikologických patológov. Toxikologická patológia, 27 (4), 484-490.
Zabiti, S. (2002). Zmena iónovej homeostázy počas poškodenia buniek vyvolaného metabolickou hypoxiou. Úloha monovalentných iónov (dizertačná práca, Univerzita v Granade).

ČO JE KARYOLÝZA? - LIEK - 2026