מהי קריוליזה? - תרופה - 2025

Karyolysis הוא אחד השינויים שזוהו האצור בגרעיני התאים כאשר למות אלה מנקודת noxa או נזק חיצוני, כגון עקב היפוקסיה (אספקת חמצן מספקת) או חומרים רעילים.

שמו נובע מהקריון היווני שפירושו "גרעין" ותמיס, שניתן לפרש אותו כ"הנחתה "או פירוק"; לפיכך המונח קריוליזה פירושו פשוטו כמשמעו "פינוי הגרעין."

תופעה זו מתרחשת בשלב של נקרופרנרוזיס, כמו פיקניקוזיס וקריורהקסיס, והיא עשויה להיות השינוי הגרעיני היחיד או להיכלל ברצף שמתחיל בפיקנוזה, עובר בקאריאורקסיס ומסתיים בקריוליזה.

כמו בקריאורקסיס, השינוי הגרעיני מקדים את השינויים הציטופלסמיים והתהליך בכללותו מלווה בדלקת במטריקס החוץ תאי, דבר המאפיין נמק וזה יכול להיחשב כהבדל מהותי באפופטוזיס, בו לא יש את התוסף הדלקתי.

קריוליזה מתרחשת כתוצאה מפעולה של אנזימים גרעיניים שבתנאים רגילים עוזרים להירגע ולשבר את ה- DNA כך שניתן יהיה לתעתק אותו, אך בתנאי מוות של תאים עקב נוקסיה (נמק) מתחילים לפרק את הגרעין בשלמותו.

אנזימים גרעיניים

האנזימים של גרעין התא הם מרובים וספציפיים מאוד, והם חיוניים לפיזיולוגיה של DNA ו- RNA.

מכיוון שהגנים והכרומוזומים בנויים כרומטין מובנים, כמעט בלתי אפשרי לבצע שעתוק ושכפול של DNA, מכיוון שמדובר בשרשרת רציפה, ארוכה במיוחד ובעלת תצורה מרחבית תלת ממדית מורכבת מאוד.

על מנת להקל על תהליך ההעתקה והתמלול, אנזימים גרעיניים "חותכים" את שבר ה- DNA שיש לתמלל, ובכך מאפשרים לחבר את ה- RNA לשרשרת ליניארית של חומצה deoxyribonucleic עם התחלה וסוף מאוד ברורים.

אנזימים גרעיניים, הידועים גם בשם "פוספודיאסטרז", מסוגלים לסגור קשרי פוספודיאסטר, חלקים מרכזיים במבנה חומצות גרעין, ובמקביל לוויסות רמות תוך-תאיות של AMP ומחזוריות GMP.

סיווג אנזימים גרעיניים

בהתאם לאתר בו אנדונוקליזות מפעילות את השפעתן, הם מסווגים לשתי קטגוריות רחבות: גרעינים וליגזים.

עד כה תוארו באופן גס השפעותיהם של אנזימי נוקליזה, האחראים על "חיתוך" חתיכות DNA כדי לאפשר את שכפולם, אולם לאחר השלמת התעתיק של שבר DNA, יש לשלב אותו מחדש בתוך של הגדיל הגדול של חומצה deoxyribonucleic אליו הוא שייך וגם לעשות את זה במצב ספציפי.

כאן נכנסים לידי ביטוי ה"ליגזים ", אנזימים המסוגלים" להידבק "במקומם גדיל של DNA שנעקף בעבר על ידי פוספודיאסטרז.

האיזון העדין בין גרעינים לליגסים מאפשר לשמור על שלמות החומר הגנטי, כך שכאשר הפעילות של אנזים אחד עולה על האחרת, ניתן לחזות בעיות.

סוגי גרעינים

על מנת להבין את תפקיד הפוספודיאסטרז בקריוליזה, חשוב לדעת את הסוגים השונים שקיימים, מכיוון שהם אחראים לתהליך כולו.

במובן זה, ליגזות אין כמעט שום תפקיד, למעשה פעילותם מבוטלת, מה שמאפשר להפוך את התהליך שיזמו הגרעינים.

לפיכך, תלוי באתר בו גרעינים מפעילים את פעולתם, הם מחולקים ל:

- אנדונוקליזות

- exonucleases

- הגבלות אנדונוקליזות

בנוסף לאנזימים המסוגלים לקטר את ה- DNA (המכונה גם DNases), בגרעין ישנם גם אנזימים בעלי יכולת "לחתוך" ולעצב דגמי RNA, אלה המכונים ריבונוקליזות או RNases.

אומנם אנזימים אלה חשובים בפיזיולוגיה התקינה של התא, אך בתהליך הנמק הם ממלאים תפקיד משני.

אנדונוקליזות

אנדונוקליזות הם אנזימים המסוגלים לחתוך שרשראות DNA מהקצה החופשי שלהם, כלומר הם מסוגלים להפריד DNA בכל נקודה בשרשרת.

אנדונוקליזות יכולות לחתוך DNA באופן אקראי בכל אזור בלי להתאים לרצף נוקלאוטידים מסוים.

הגבלות אנדונוקליזות

אנדונוקליזות הגבלה הן סוג מיוחד מאוד של אנדונוקליזות המסוגלות לזהות רצף בסיס ספציפי על מנת לחתוך את גדיל ה- DNA באותה נקודה ספציפית.

הם מסווגים לשלוש קבוצות: סוג I, סוג II וסוג III.

אנדונוקליזות מגבלות מסוג I דורשות את ATP לתפקד (ובכך צריכת אנרגיה) ומסוגלות לצמצם עד 1000 זוגות בסיס מרצף ההכרה.

מצדו, הגרסה הפשוטה ביותר של אנדונוקליזות להגבלה היא סוג II; בתהליך שאינו דורש אנרגיה, אנזימים אלו מסוגלים לחתוך DNA באורכים משתנים מרצף ההגבלה.

לבסוף, אנדונוקליזות מסוג III מגבלות, בתהליך שצורך גם אנרגיה (ATP), חותכות את שרשרת ה- DNA לשברים קטנים שאינם עולים על 25 זוגות בסיס מנקודת ההכרה (הגבלה).

Exonucleases

לבסוף, exonuclease הם אותם אנזימים המסוגלים לחתוך DNA מקצה חופשי של השרשרת, כלומר הם אנזימים מיוחדים בשרשראות DNA לינאריות שקודם נעקרו על ידי אנדונוקליזות.

לפיכך, המונח ENDOnuclease מתייחס ליכולתו של האנזים לחתוך את גדיל ה- DNA בפנים (ENDO = בפנים), ואילו EXOnuclease מציין כי האנזים יכול לחתוך רק DNA בקצה החופשי (EXO = בחוץ) .

הפעילות המסונכרנת וההרמונית של כל האנזימים הללו מאפשרת תהליכים מורכבים של שכפול וגילוי של גנים; עם זאת, במהלך נמק האיזון הזה אבוד וה- DNA מתחיל להתפצל עד שנשארו רק רכיביו הבסיסיים החופשיים והלא-מאורגנים, שהוא שם נרדף למוות בתאים.

פתופיזיולוגיה של קריוליזה

בהכרת המספר הגדול של האנזימים הקיימים בגרעין, כמו גם האופן בו הם ממלאים את תפקידם, לא קשה להסיק את הפתופיזיולוגיה של הקריוליזה.

הכל מתחיל כאובדן של הומאוסטזיס בין אנזימי גרעין ליגזות, כאשר ההשפעה של האחרונים חרגה בהרבה על ידי הראשונים; כלומר יותר DNA נחרב ממה שניתן לתקן.

מלכתחילה, אנדונוקליזות חתכו שרשרת DNA ארוכה לשברים קטנים, אשר לאחר מכן מופחתים עוד יותר על ידי אנדונוקליזות אחרות.

לבסוף מוקרנים השברים הקצרים יותר מקצותיהם על ידי האקסונוקליזות עד שלא נותרו עקבות של חומר גרעיני מאורגן, אשר התפרק אנזימטית.

ממצאים ממיקרוסקופיית אור

במיקרוסקופיה קלה, תאים שעברו קריוליזה נראים ורודים לחלוטין (אאוזינופילים), מה שמאפשר לא לזהות חומר גרעיני סגול מוכתם.

במקרים מסוימים ניתן לראות כתם מתפשט או "רוח רפאים" באזור בו גרעין התא היה פעם, אך באופן כללי הצבע השולט יהיה ורוד, מכיוון שאין מבנים גרעיניים מאורגנים יותר המסוגלים לכבוש את המטוקסילין.

הפניות

1. ואן קרוטן, ש. ואן דן ברוק, וו. (2002). היבטים מורפולוגיים וביוכימיים של אפופטוזיס, אונקוזיס ונמק. אנטומיה, היסטולוגיה, עוברים, 31 (4), 214-223.
2. Parafiniuk, M. (1998). תופעה של קריוליזה בבדיקות ציטופוטומורפומטריות. ב- Annales Academiae Medicae Stetinensis (עמ '1-87).
3. Tolbert, PE, Shy, CM, & Allen, JW (1992). מיקרו-גרעינים וחריגות גרעין אחרות במריחות דליפתיים: פיתוח שיטות. מחקר מוטציה / מוטגנזה סביבתי ונושאים קשורים, 271 (1), 69-77.
4. לוין, ס., בוצ'י, טי.ג'יי, כהן, ס.מ., פיקס, א.ס., הרדיסטי, ג'יי.פי, לגראנד, א.כ., … וטראמפ, בי.פי. (1999). המינוח של מוות תאים: המלצות ועדה אד הוק של האגודה לפתולוגים טוקסיקולוגיים. פתולוגיה טוקסיקולוגית, 27 (4), 484-490.
5. Zabiti, S. (2002). שינוי ההומאוסטזיס היוני במהלך פגיעה בתאים הנגרמים מהיפוקסיה מטבולית. תפקידם של יונים חד-פעמיים (עבודת דוקטורט, אוניברסיטת גרנדה).