- Kjerneenzymer
- Klassifisering av nukleære enzymer
- Typer nukleaser
- endonukleaser
- Restriksjon endonukleaser
- Exonukleaser
- Patofysiologi av karyolyse
- Funn fra lysmikroskopi
- referanser
Den karyolysis er en av de endringer som er identifisert i kjernen av celler når disse dør fra en noxa eller ytre skader, for eksempel på grunn av hypoksi (utilstrekkelig oksygentilførsel) eller giftige stoffer.
Navnet stammer fra den greske karyonen, som betyr "kjerne" og lysis, som kan tolkes som "dempning" eller oppløsning "; derfor betyr uttrykket karyolyse bokstavelig talt "utstrømning av kjernen."
Dette fenomenet oppstår i nekrofanerosetrinnet, for eksempel pyknose og karyorrhexis, og det kan være den eneste kjernefysiske forandringen eller bli inkludert i et kontinuum som begynner med pyknose, passerer gjennom karyorrhexis og ender i karyolyse.
Som ved karyorrhexis går kjerneforandringen foran de cytoplasmatiske endringene, og prosessen som helhet ledsages av betennelse i den ekstracellulære matrisen, noe som er karakteristisk for nekrose, og som kan betraktes som en grunnleggende forskjell med apoptose, der det er det inflammatoriske komplementet.
Karyolyse forekommer på grunn av virkningen av kjernefysiske enzymer som under normale forhold hjelper til med å slappe av og fragmentere DNA slik at det kan transkriberes, men som under betingelser med celledød på grunn av noxa (nekrose) begynner å desintegrere kjernen i sin helhet.
Kjerneenzymer
Enzymene i cellekjernen er flere og veldig spesifikke, og er avgjørende for fysiologien til DNA og RNA.
Ettersom genene og kromosomene er strukturert og danner kromatin, er det praktisk talt umulig for DNA-transkripsjon og replikasjon å finne sted, siden det er en kontinuerlig kjede, ekstremt lang og med en veldig kompleks tredimensjonal romlig konformasjon.
For å lette prosessen med replikasjon og transkripsjon "kutter" kjernefysiske enzymer DNA-fragmentet som skal transkriberes, og dermed tillater RNA å kobles til en lineær kjede av deoksyribonukleinsyre med en veldig klar start og slutt.
Også kjent som “fosfodiesteraser”, er kjernefysiske enzymer i stand til å spalte fosfodiesterbindinger, nøkkelstykker i strukturen til nukleinsyrer, mens de også regulerer de intracellulære nivåene av syklisk AMP og GMP.
Klassifisering av nukleære enzymer
Avhengig av nettstedet der endonukleaser utøver sin virkning, klassifiseres de i to brede kategorier: nukleaser og ligaser.
Inntil nå er effekten av nukleaseenzymer, som er ansvarlige for å "kutte" deler av DNA for å tillate replikering, blitt grovt beskrevet, men når transkripsjonen av et DNA-fragment er fullført, må det integreres på nytt i av den store strengen av deoksyribonukleinsyre som den hører til, og også for å gjøre den i en spesifikk stilling.
Det er her "ligasene" spiller inn, enzymer som er i stand til å "feste" i stedet en DNA-streng som tidligere er spaltet av fosfodiesteraser.
Den delikate balansen mellom nukleaser og ligaser gjør at arvematerialets integritet kan opprettholdes, slik at når aktiviteten til det ene enzymet overstiger det andre, kan man forutsi problemer.
Typer nukleaser
For å forstå fosfodiesterasens rolle i karyolyse, er det viktig å kjenne til de forskjellige typene som finnes, siden de er ansvarlige for hele prosessen.
I denne forstand har ligasene praktisk talt ingen rolle, faktisk blir deres aktivitet avbrutt, noe som gjør det umulig å snu prosessen initiert av nukleasene.
Avhengig av nettstedet hvor nukleaser utøver sin handling, blir de således delt inn i:
- Endonukleaser
- Eksonukleaser
- Begrensning endonukleaser
I tillegg til enzymer som er i stand til å spalte DNA (også kjent som DNaser), er det i kjernen også enzymer med evnen til å "kutte" og modellere RNA-segmenter, disse er kjent som ribonukleaser eller RNaser.
Selv om disse enzymene er viktige i den normale fysiologien i cellen, spiller de under nekrose-prosessen en sekundær rolle.
endonukleaser
Endonukleaser er enzymer som er i stand til å skjære DNA-kjeder bort fra deres frie ende, det vil si at de er i stand til å separere DNA når som helst i kjeden.
Endonukleaser kan kutte DNA tilfeldig i et hvilket som helst område uten å matche en bestemt nukleotidsekvens.
Restriksjon endonukleaser
Restriksjonsendonukleaser er en veldig spesiell type endonukleaser som er i stand til å identifisere en spesifikk basesekvens for å kutte DNA-strengen på det spesifikke punktet.
De er klassifisert i tre grupper: Type I, Type II og Type III.
Endonukleaser av type I-restriksjoner krever at ATP fungerer (og dermed forbruker energi) og er i stand til å spalte opptil 1000 basepar fra gjenkjennelsessekvensen.
For den del er den enkleste versjonen av restriksjon endonukleaser type II; I en prosess som ikke krever energi, er disse enzymene i stand til å kutte DNA i forskjellige lengder fra restriksjonssekvensen.
Til slutt kuttet Type III restriksjonsendonukleaser, i en prosess som også bruker energi (ATP), DNA-kjeden i små fragmenter som ikke overskrider 25 basepar fra gjenkjennelsespunktet (begrensning).
Exonukleaser
Endelig er eksonukleaser de enzymer som er i stand til å kutte DNA fra en fri ende av kjeden, det vil si at de er spesialiserte enzymer i lineære DNA-kjeder som tidligere er spaltet av endonukleaser.
Således refererer uttrykket ENDOnuclease til enzymets evne til å kutte DNA-strengen inne (ENDO = inni), mens EXOnuclease indikerer at enzymet bare kan kutte DNA i den frie enden (EXO = utenfor) .
Den synkroniserte og harmoniske aktiviteten til alle disse enzymene tillater de komplekse prosessene med genetisk replikasjon og transkripsjon; Under nekrose går imidlertid denne balansen tapt, og DNAet begynner å fragmentere til bare de frie og uorganiserte basiske komponenter er igjen, noe som er synonymt med celledød.
Patofysiologi av karyolyse
Når man kjenner til det store antallet enzymer som er tilstede i kjernen, så vel som hvordan de utøver sin funksjon, er det ikke vanskelig å utlede patofysiologien til karyolyse.
Alt begynner som et tap av homeostase mellom nukleasenzymer og ligaser, idet effekten av sistnevnte langt overskredet av førstnevnte; det vil si at mer DNA blir ødelagt enn det som kan repareres.
I første omgang kutter endonukleaser en lang DNA-kjede i små fragmenter, som deretter reduseres ytterligere av andre endonukleaser.
Til slutt lyseres de kortere fragmentene fra endene deres ved eksonukleaser til det ikke er spor av organisert kjernemateriale, som ble enzymatisk spaltet.
Funn fra lysmikroskopi
Ved lysmikroskopi virker celler som har gjennomgått karyolyse helt rosa (eosinofiler), noe som gjør det umulig å identifisere kjernemateriale farget lilla.
I noen tilfeller kan en glødende flekk eller "spøkelse" sees i området der kjernen i cellen en gang var, men generelt vil den dominerende fargen være rosa, fordi det ikke er flere organiserte kjernefysiske strukturer som er i stand til å fange hematoxylin.
referanser
- Van Cruchten, S., & Van Den Broeck, W. (2002). Morfologiske og biokjemiske aspekter ved apoptose, onkose og nekrose. Anatomi, histologi, embryologi, 31 (4), 214-223.
- Parafiniuk, M. (1998). Fenomen av karyolyse i cytofotomorfometriske undersøkelser. I Annales Academiae Medicae Stetinensis (s. 1-87).
- Tolbert, PE, Shy, CM, & Allen, JW (1992). Mikrokjerner og andre kjernefysiske anomalier i bukkalsprett: metodeutvikling. Mutasjonsforskning / miljømutagenese og relaterte emner, 271 (1), 69-77.
- Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK, … & Trump, BF (1999). Nomenklaturen for celledød: anbefalinger fra en ad hoc-komité fra Society of Toxicologic Pathologs. Toksikologisk patologi, 27 (4), 484-490.
- Zabiti, S. (2002). Endring av ionisk homeostase under metabolsk hypoksi-indusert celleskade. Roll av monovalente ioner (doktoravhandling, Granada universitet).