Hvad er karyolyse?

3273
Basil Manning

Det karyolyse er en af ​​de ændringer, der identificeres i cellernes kerner, når de dør som følge af noxa eller ekstern skade, såsom på grund af hypoxi (utilstrækkelig iltforsyning) eller giftige stoffer.

Dets navn stammer fra det græske karyon, som betyder "kerne" og lysis, som kan fortolkes som "dæmpning" eller opløsning "; derfor betyder udtrykket karyolyse bogstaveligt talt "udtømning af kernen".

Dette fænomen forekommer under nekrofanerose-fasen, såsom pyknose og karyorrhexis, og kan være den eneste nukleare ændring eller være inkluderet i et kontinuum, der begynder med pyknosis, går gennem karyorrhexis og ender i karyolyse..

Som ved karyorrhexis går den nukleare ændring forud for de cytoplasmatiske ændringer, og processen som helhed ledsages af betændelse i den ekstracellulære matrix, noget der er karakteristisk for nekrose, og som kan betragtes som en grundlæggende forskel med apoptose, hvor ingen der er det inflammatoriske komplement.

Karyolyse opstår på grund af virkningen af ​​nukleare enzymer, der under normale forhold hjælper med at slappe af og fragmentere DNA, så det kan transskriberes, men at under betingelser med celledød på grund af noxa (nekrose) begynder at nedbrydes kernen i sin helhed.

Artikelindeks

  • 1 Nukleare enzymer 
    • 1.1 Klassificering af nukleare enzymer
  • 2 Typer af nukleaser
    • 2.1 Endonukleaser
    • 2.2 Begrænsningsendonukleaser
    • 2.3 Exonukleaser
  • 3 Patofysiologi af karyolyse
  • 4 Resultater ved lysmikroskopi
  • 5 Referencer 

Nukleare enzymer

Enzymerne i cellekernen er multiple og meget specifikke og er livsvigtige for DNA og RNAs fysiologi.

Da generne og kromosomerne er struktureret og danner kromatin, er det praktisk talt umuligt for DNA-transkription og replikation at finde sted, da det er en kontinuerlig kæde, ekstremt lang og med en meget kompleks tredimensionel rumlig konformation..

For at lette replikations- og transkriptionsprocessen "klipper" nukleare enzymer DNA-fragmentet, der skal transskriberes, således at RNA kan kobles til en lineær kæde af deoxyribonukleinsyre med en meget klar start og slutning..

Også kendt som "phosphodiesteraser", nukleare enzymer er i stand til at spalte phosphodiesterbindinger, nøgleelementer i strukturen af ​​nukleinsyrer, og regulerer også intracellulære niveauer af cyklisk AMP og GMP.

Klassificering af nukleare enzymer

Afhængigt af det sted, hvor endonukleaser udøver deres virkning, klassificeres de i to brede kategorier: nukleaser og ligaser..

Indtil nu er virkningerne af nukleaseenzymer, der er ansvarlige for at "skære" stykker DNA for at tillade deres replikering, blevet beskrevet groft, men når transskriptionen af ​​et DNA-fragment er afsluttet, skal det genintegreres i den store streng af deoxyribonukleinsyre, som den tilhører, og også at gøre det i en bestemt position.

Dette er hvor "ligaser" kommer i spil, enzymer der er i stand til at "klæbe" i stedet for en DNA-kæde, der tidligere er spaltet af phosphodiesteraser..

Den sarte balance mellem nukleaser og ligaser gør det muligt at opretholde integriteten af ​​det genetiske materiale, så når det ene enzyms aktivitet overstiger det andet, kan der forudsiges problemer.

Typer af nukleaser

For at forstå rollen som phosphodiesterase i karyolyse er det vigtigt at kende de forskellige typer, der findes, da de er ansvarlige for hele processen.

I denne forstand har ligaser praktisk talt ingen rolle, faktisk annulleres deres aktivitet, hvilket gør det umuligt at vende den proces, der er igangsat af nukleaserne..

Ifølge det sted, hvor de udøver deres handling, er nukleaser således opdelt i:

- Endonukleaser

- Exonukleaser

- Begrænsningsendonukleaser

Ud over de enzymer, der er i stand til at spalte DNA (også kendt som DNaser), er der i kernen også enzymer med evnen til at "skære" og modellere RNA-segmenter, idet disse er kendt som ribonukleaser eller RNaser..

Selv om disse enzymer er vigtige i celleens normale fysiologi, spiller de under nekrose processen en sekundær rolle..

Endonukleaser

Endonukleaser er enzymer, der er i stand til at skære DNA-kæder væk fra deres frie ende, det vil sige de er i stand til at adskille DNA på ethvert punkt i kæden.

Endonukleaser kan skære DNA tilfældigt i en hvilken som helst region uden at matche en bestemt nukleotidsekvens.

Begrænsningsendonukleaser

Restriktionsendonukleaser er en meget speciel type endonukleaser, der er i stand til at identificere en specifik basesekvens for at skære DNA-kæden på det specifikke punkt..

De er klassificeret i tre grupper: Type I, Type II og Type III.

Type I-restriktionsendonukleaser kræver ATP til at fungere (derved forbruger energi) og er i stand til at spalte op til 1000 basepar fra genkendelsessekvensen.

For sin del er den enkleste version af restriktionsendonukleaser Type II; i en proces, der ikke kræver energi, er disse enzymer i stand til at skære DNA i variable længder fra restriktionssekvensen.

Endelig skærer Type III-restriktionsendonukleaser i en proces, der også bruger energi (ATP), DNA-kæden i små fragmenter, der ikke overstiger 25 basepar fra genkendelsespunktet (restriktion).

Exonukleaser

Endelig er exonukleaser de enzymer, der er i stand til at skære DNA fra en fri ende af kæden, dvs. de er specialiserede enzymer i lineære DNA-kæder, der tidligere er spaltet af endonukleaser..

Således henviser udtrykket ENDOnuclease til enzymets evne til at skære DNA-strengen inde (ENDO = indeni), mens EXOnuclease indikerer, at enzymet kun kan skære DNA i den frie ende (EXO = udenfor).

Den synkroniserede og harmoniske aktivitet af alle disse enzymer tillader de komplekse processer med genetisk replikation og transkription; Under nekrose går denne balance imidlertid tabt, og DNA'et begynder at fragmentere, indtil kun dets frie og uorganiserede basiske komponenter er tilbage, hvilket er synonymt med celledød..

Patofysiologi af karyolyse

At kende det store antal enzymer, der er til stede i kernen, såvel som den måde, hvorpå de udøver deres funktion, er det ikke svært at udlede patofysiologien ved karyolyse.

Alt begynder som et tab af homeostase mellem nukleaseenzymer og ligaser, hvor effekten af ​​sidstnævnte langt overskrides af den førstnævnte; det vil sige, at mere DNA ødelægges, end der kan repareres.

I første omgang skærer endonukleaser en lang DNA-kæde i små fragmenter, som efterfølgende reduceres yderligere af andre endonukleaser..

Endelig lyseres de kortere fragmenter fra deres ender af exonukleaser, indtil der ikke er spor af organiseret nukleart materiale, som blev enzymatisk nedbrudt..

Resultater ved lysmikroskopi

I lysmikroskopi fremstår celler, der har gennemgået karyolyse, totalt lyserøde (eosinofiler), hvilket gør det umuligt at identificere nukleart materiale farvet lilla.

I nogle tilfælde kan en evanescerende plet eller "spøgelse" ses i det område, hvor cellekernen engang var, men generelt vil den fremherskende farve være lyserød, fordi der ikke er flere organiserede nukleare strukturer, der er i stand til at fange hæmatoxylin..

Referencer

  1. Van Cruchten, S. og Van Den Broeck, W. (2002). Morfologiske og biokemiske aspekter af apoptose, onkose og nekrose. Anatomi, histologi, embryologi31(4), 214-223.
  2. Parafiniuk, M. (1998). Fænomen af ​​karyolyse ved cytofotomorfometriske undersøgelser. I Annales Academiae Medicae Stetinensis (s. 1-87).
  3. Tolbert, P. E., Shy, C. M., & Allen, J. W. (1992). Mikrokerner og andre nukleare anomalier i buccal smears: metodeudvikling. Mutationsforskning / miljømutagenese og relaterede emner271(1), 69-77.
  4. Levin, S., Bucci, T. J., Cohen, S. M., Fix, A. S., Hardisty, J. F., Legrand, E. K., ... & Trump, B. F. (1999). Nomenklaturen for celledød: henstillinger fra et ad hoc-udvalg fra Society of Toxicologic Pathologists. Toksikologisk patologi27(4), 484-490.
  5. Zabiti, S. (2002). Ændring af ionisk homeostase under metabolisk hypoxi-induceret celleskade. Rollen af ​​monovalente ioner (Doktorafhandling, University of Granada).

Endnu ingen kommentarer