ЩО ТАКЕ КАРІОЛІЗ? - ЛІКИ - 2025

Каріолізис є одним з змін , визначених у ядрах клітин , коли вони помирають від NOXA або зовнішніх пошкоджень, наприклад, з - за гіпоксії (недостатнє постачання киснем) або токсичних речовин.

Його назва походить від грецького каріону, що означає «ядро» та лізис, що можна трактувати як «ослаблення» або розчинення »; тому термін каріоліз буквально означає "стовбур ядра".

Це явище виникає під час стадії некрофанерозу, наприклад, пікноз та каріорексис, і воно може бути єдиною ядерною зміною або бути включеною в континуум, який починається з пікнозу, проходить через каріорексіс і закінчується каріолізом.

Як і в каріорексі, ядерна зміна передує цитоплазматичним змінам, і процес в цілому супроводжується запаленням позаклітинного матриксу, що є характерним для некрозу, і це можна вважати принциповою різницею з апоптозом, при якому немає є запальний доповнення.

Каріоліз виникає внаслідок дії ядерних ферментів, які в нормальних умовах допомагають розмотати і фрагментувати ДНК, щоб вона могла бути транскрибована, але що в умовах загибелі клітин внаслідок нокса (некрозу) починає розпадатися ядро ​​в повному обсязі.

Ядерні ферменти

Ферменти клітинного ядра множинні і дуже специфічні, будучи життєво важливими для фізіології ДНК і РНК.

Оскільки гени та хромосоми структуруються, утворюючи хроматин, транскрипція та реплікація ДНК практично неможлива, оскільки це безперервний ланцюг, надзвичайно довгий і з дуже складною тривимірною просторовою конформацією.

Для того, щоб полегшити процес реплікації та транскрипції, ядерні ферменти "вирізали" фрагмент ДНК, що підлягає транскрибуванню, тим самим дозволяючи РНК з'єднуватися з лінійною ланцюгом дезоксирибонуклеїнової кислоти з дуже чітким початком і кінцем.

Також відомі як «фосфодіестерази», ядерні ферменти здатні розщеплювати фосфодіефірні зв’язки, ключові шматочки в структурі нуклеїнових кислот, одночасно регулюючи внутрішньоклітинні рівні циклічних AMP та GMP.

Класифікація ядерних ферментів

Залежно від місця, де ендонуклеази виявляють свою дію, їх класифікують на дві широкі категорії: нуклеази та лігази.

Дотепер ефекти нуклеазних ферментів, відповідальних за "розрізання" шматочків ДНК, щоб забезпечити їх реплікацію, були грубо описані, однак, коли транскрипція фрагмента ДНК буде завершена, вона повинна бути знову інтегрована в великої нитки дезоксирибонуклеїнової кислоти, до якої вона належить, а також робити це в конкретному положенні.

Тут грають «лігази», ферменти, здатні «стирчати» на місці ланцюга ДНК, попередньо розщепленого фосфодіестеразами.

Делікатний баланс між нуклеазами і лігазами дозволяє підтримувати цілісність генетичного матеріалу, так що коли активність одного ферменту перевищує іншу, можна передбачити проблеми.

Типи нуклеаз

Щоб зрозуміти роль фосфодіестерази в каріолізі, важливо знати різні типи, які існують, оскільки вони відповідають за весь процес.

У цьому сенсі лігази практично не грають ніякої ролі, насправді їх активність скасовується, що робить неможливим перевернути процес, ініційований нуклеазами.

Таким чином, залежно від місця, де нуклеази здійснюють свою дію, вони поділяються на:

- Ендонуклеази

- Екзонуклеази

- Ендонуклеази обмеження

Окрім ферментів, здатних розщеплювати ДНК (також відомих як ДНКази), у ядрі є також ферменти, здатні «різати» та моделювати сегменти РНК, відомі як рибонуклеази або РНКази.

Хоча ці ферменти важливі для нормальної фізіології клітини, під час процесу некрозу вони відіграють другорядну роль.

Ендонуклеази

Ендонуклеази - це ферменти, здатні відрізати ланцюги ДНК від вільного кінця, тобто вони здатні розділяти ДНК у будь-якій точці ланцюга.

Ендонуклеази можуть вирізати ДНК випадковим чином у будь-якому регіоні без відповідності певній нуклеотидної послідовності.

Обмеження ендонуклеаз

Рестрикційні ендонуклеази - це дуже особливий тип ендонуклеаз, здатний ідентифікувати конкретну послідовність основ з метою вирізання ланцюга ДНК у цій конкретній точці.

Їх класифікують на три групи: тип I, тип II і тип III.

Ендонуклеази рестрикції типу I вимагають функціонування АТФ (таким чином, споживаючи енергію) і здатні відщепити до 1000 пар основ із послідовності розпізнавання.

Зі свого боку, найпростішою версією рестрикційних ендонуклеаз є тип II; У процесі, який не потребує енергії, ці ферменти здатні різати ДНК різної довжини від рестрикційної послідовності.

Нарешті, ендонуклеази рестрикції типу III в процесі, який також споживає енергію (АТФ), розрізають ланцюг ДНК на невеликі фрагменти, що не перевищують 25 пар основ з точки розпізнавання (обмеження).

Екзонуклеаз

Нарешті, екзонуклеази - це ті ферменти, здатні вирізати ДНК з вільного кінця ланцюга, тобто вони є спеціалізованими ферментами в лінійних ланцюгах ДНК, раніше розщеплених ендонуклеазами.

Таким чином, термін ENDOnuclease позначає здатність ферменту розрізати ланцюг ДНК всередині (ENDO = всередині), тоді як EXOnuclease означає, що фермент може розрізати ДНК лише у вільному кінці (EXO = зовні) .

Синхронізована і гармонічна активність усіх цих ферментів дозволяє здійснювати складні процеси генетичної реплікації та транскрипції; Однак під час некрозу цей баланс втрачається і ДНК починає фрагментуватися до тих пір, поки не залишаться лише її вільні та неорганізовані основні компоненти, що є синонімом загибелі клітин.

Патофізіологія каріолізу

Знаючи велику кількість ферментів, наявних у ядрі, а також спосіб, яким вони виконують свою функцію, не складно зробити висновок про патофізіологію каріолізу.

Все починається як втрата гомеостазу між нуклеазними ферментами та лігазами, ефект останнього значно перевищує перший; тобто знищується більше ДНК, ніж можна відремонтувати.

У першу чергу ендонуклеази розрізають довгий ланцюг ДНК на дрібні фрагменти, які згодом додатково знижуються іншими ендонуклеазами.

Нарешті, більш короткі фрагменти стираються із своїх кінців екзонуклеазами, поки не знайдуться сліди організованого ядерного матеріалу, який був ферментативно розкладений.

Висновки за допомогою світлової мікроскопії

При легкій мікроскопії клітини, які зазнали каріолізу, виявляються абсолютно рожевими (еозинофільними), що робить неможливим ідентифікацію ядерного матеріалу, пофарбованого фіолетовим кольором.

У деяких випадках на ділянці, де колись було ядро ​​клітини, може бути помітна пляма або «привид», але в основному забарвлення буде рожевим, оскільки немає більше організованих ядерних структур, здатних захоплювати гематоксилін.

Список літератури

1. Van Cruchten, S., & Van Den Broeck, W. (2002). Морфологічні та біохімічні аспекти апоптозу, онкозу та некрозу. Анатомія, гістологія, ембріологія, 31 (4), 214-223.
2. Парафінюк, М. (1998). Феномен каріолізу при цитофотоморфометричних дослідженнях. В Annales Academiae Medicae Stetinensis (с. 1-87).
3. Tolbert, PE, Shy, CM, & Allen, JW (1992). Мікронуклеї та інші ядерні аномалії в мазках щеки: розробка методів. Дослідження мутацій / екологічний мутагенез та супутні теми, 271 (1), 69-77.
4. Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… & Trump, BF (1999). Номенклатура загибелі клітин: рекомендації спеціального комітету Товариства токсикологічних патологів. Токсикологічна патологія, 27 (4), 484-490.
5. Забити, С. (2002). Зміна іонного гомеостазу під час метаболічної гіпоксії, викликаної травмою клітин. Роль одновалентних іонів (докторська дисертація, Університет Гранади).