КАКВО Е КАРИОЛИЗА? - ЛЕКАРСТВО - 2025

В karyolysis е един от промени, идентифицирани в ядрата на клетките, когато те умират от noxa или външни повреди, като поради хипоксия (недостатъчно снабдяване с кислород) или токсични вещества.

Името му произлиза от гръцкия карион, което означава "ядро" и лизис, което може да се тълкува като "затихване" или разтваряне "; следователно терминът кариолиза буквално означава „изхвърляне на ядрото“.

Това явление се появява по време на стадия на некрофанероза, като пикноза и кариорекса и може да е единствената ядрена промяна или да бъде включена в континуум, който започва с пикноза, преминава през кариорексис и завършва в кариолиза.

Както при кариорексиса, ядрената промяна предхожда цитоплазмените промени и процесът като цяло е придружен от възпаление на извънклетъчния матрикс, нещо характерно за некрозата и което може да се счита за фундаментална разлика с апоптозата, при която няма там е възпалителното допълнение.

Кариолизата се дължи на действието на ядрените ензими, които при нормални условия помагат да се развие и фрагментира ДНК, така че тя да може да бъде транскрибирана, но че в условия на клетъчна смърт поради нокса (некроза) започват да се разграждат ядрото в неговата цялост.

Ядрени ензими

Ензимите на клетъчното ядро ​​са многобройни и много специфични, като са жизненоважни за физиологията на ДНК и РНК.

Тъй като гените и хромозомите са структурирани, образувайки хроматин, на практика е невъзможно ДНК транскрипция и репликация да се осъществи, тъй като е непрекъсната верига, изключително дълга и с много сложна триизмерна пространствена форма.

За да улеснят процеса на репликация и транскрипция, ядрените ензими "отрязват" фрагмента на ДНК, за да бъде транскрибиран, като по този начин позволяват РНК да бъде свързана с линейна верига от дезоксирибонуклеинова киселина с много ясен старт и край.

Също известни като „фосфодиестерази“, ядрените ензими са способни да разцепват фосфодиестерни връзки, ключови парчета в структурата на нуклеиновите киселини, като същевременно регулират вътреклетъчните нива на циклични AMP и GMP.

Класификация на ядрените ензими

В зависимост от мястото, където ендонуклеазите проявяват своето действие, те се класифицират в две широки категории: нуклеази и лигази.

Досега ефектите на нуклеазните ензими, отговорни за "изрязването" на парчета ДНК, за да се позволи тяхното репликиране, са грубо описани, но след като приключи транскрипцията на ДНК фрагмент, той трябва да бъде интегриран отново в от голямото направление на дезоксирибонуклеиновата киселина, към което принадлежи, а също и да го прави в определено положение.

Тук влизат в действие „лигазите“, ензими, способни да „залепват“ на мястото на ДНК верига, предварително разцепена от фосфодиестерази.

Деликатният баланс между нуклеази и лигази позволява да се поддържа целостта на генетичния материал, така че когато активността на един ензим надвишава другия, могат да се предвидят проблеми.

Видове нуклеози

За да се разбере ролята на фосфодиестеразата в кариолизата, е важно да се знаят различните видове, които съществуват, тъй като те са отговорни за целия процес.

В този смисъл лигазите практически нямат роля, всъщност тяхната активност е отменена, което прави невъзможно обратният процес, иницииран от нуклеазите.

По този начин, в зависимост от сайта, където нуклеазите упражняват своето действие, те се делят на:

- Ендонуклеази

- Екзонуклеази

- Ограничаване ендонуклеази

В допълнение към ензимите, способни да разцепват ДНК (известни също като DNases), в ядрото има и ензими със способността да "отрязват" и моделират РНК сегменти, като те са известни като рибонуклеази или RNases.

Въпреки че тези ензими са важни за нормалната физиология на клетката, по време на процеса на некроза те играят второстепенна роля.

ендонуклеази

Ендонуклеазите са ензими, способни да отрежат ДНК веригите от свободния им край, тоест те са способни да отделят ДНК във всяка точка на веригата.

Ендонуклеазите могат да режат ДНК произволно във всеки регион, без да съответстват на определена нуклеотидна последователност.

Ограничаване ендонуклеази

Рестрикционните ендонуклеази са много специален вид ендонуклеази, способни да идентифицират специфична база на последователност, за да се изреже веригата на ДНК в тази специфична точка.

Те се класифицират в три групи: тип I, тип II и тип III.

Ендонуклеазите от редукция от тип I изискват ATP да функционира (като по този начин консумира енергия) и са способни да разцепват до 1000 базови двойки от разпознаваемата последователност.

От своя страна, най-простата версия на рестрикционните ендонуклеази е тип II; В процес, който не изисква енергия, тези ензими са способни да отрежат ДНК с променлива дължина от рестрикционната последователност.

И накрая, редукционните ендонуклеази от тип III, в процес, който също консумира енергия (ATP), нарязват ДНК веригата на малки фрагменти, които не надвишават 25 базови двойки от точката на разпознаване (рестрикция).

екзонуклеази

И накрая, екзонуклеазите са онези ензими, способни да отрежат ДНК от свободния край на веригата, тоест те са специализирани ензими в линейни ДНК вериги, предварително разцепени от ендонуклеази.

По този начин терминът ENDOnuclease се отнася до способността на ензима да отреже веригата на ДНК вътре (ENDO = вътре), докато EXOnuclease означава, че ензимът може да отреже ДНК само в свободния край (EXO = отвън), Синхронизираната и хармонична активност на всички тези ензими позволява сложните процеси на генетична репликация и транскрипция; По време на некрозата този баланс се губи и ДНК започва да се фрагментира, докато останат само неговите свободни и неорганизирани основни компоненти, което е синоним на клетъчната смърт.

Патофизиология на кариолиза

Познавайки големия брой ензими, присъстващи в ядрото, както и начина, по който те упражняват своята функция, не е трудно да се направи извод за патофизиологията на кариолизата.

Всичко започва като загуба на хомеостаза между нуклеазните ензими и лигази, като ефектът от последните е много надвишен от първия; тоест, повече ДНК се унищожава, отколкото може да се поправи.

На първо място, ендонуклеазите разрязват дълга верига на ДНК на малки фрагменти, които впоследствие допълнително се редуцират от други ендонуклеази.

Накрая по-късите фрагменти се лизират от техните краища чрез екзонуклеазите, докато не останат следи от организиран ядрен материал, който е ензимно разложен.

Констатации от светлинна микроскопия

При лека микроскопия клетките, подложени на кариолиза, изглеждат напълно розови (еозинофилни), което прави невъзможно идентифицирането на ядрен материал, оцветен в лилаво.

В някои случаи в зоната, където някога е било ядрото на клетката, може да се види пепеляво петно ​​или „призрак“, но като цяло преобладаващият цвят ще бъде розов, тъй като няма по-организирани ядрени структури, способни да улавят хематоксилин.

Препратки

1. Van Cruchten, S., & Van Den Broeck, W. (2002). Морфологични и биохимични аспекти на апоптоза, онкоза и некроза. Анатомия, хистология, ембриология, 31 (4), 214-223.
2. Парафинюк, М. (1998). Феномен на кариолиза при цитофотоморфометрични изследвания. В Annales Academiae Medicae Stetinensis (стр. 1-87).
3. Tolbert, PE, Shy, CM, & Allen, JW (1992). Микронуклеиди и други ядрени аномалии в букалните намазки: разработване на методи. Мутационни изследвания / мутагенеза на околната среда и сродни теми, 271 (1), 69-77.
4. Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… & Trump, BF (1999). Номенклатурата на клетъчната смърт: препоръки на ad hoc комитет на Дружеството на токсикологичните патолози. Токсикологична патология, 27 (4), 484-490.
5. Забити, С. (2002). Промяна на йонната хомеостаза по време на метаболитна хипоксия, причинена от увреждане на клетките. Роля на едновалентни йони (Докторска дисертация, Университет в Гранада).