ШТА ЈЕ КАРИОЛИЗА? - ЛЕК - 2025

Кариолисис је једна од измена идентификованих у једрима ћелија када оне умру од Нока или спољашњих оштећења, као што због хипоксију (недовољна испорука кисеоника) или отровних материја.

Његово име потиче од грчког кариона, што значи "језгро" и лиза, што се може тумачити као "слабљење" или растварање "; према томе, термин кариолиза дословно значи "изливање језгра".

Ова појава се јавља током фазе некрофанерозе, као што су пикноза и кариорекса, и може бити једина нуклеарна промена или бити укључена у континуитет који почиње са пикнозом, пролази кроз кариорексу и завршава у кариолизи.

Као и код кариорексије, нуклеарна промена претходи цитоплазматским променама и процес у целини прати упала ванћелијског матрикса, нешто што је карактеристично за некрозу и што се може сматрати фундаменталном разликом са апоптозом, у којој нема постоји инфламаторни комплемент.

Кариолиза настаје услед дејства нуклеарних ензима који у нормалним условима помажу да се одвоји и фрагментира ДНК тако да се она може преписати, али под условима ћелијске смрти услед нокса (некрозе) почињу да разграђују целокупно језгро.

Нуклеарни ензими

Ензими ћелијског језгра су вишеструки и врло специфични, од виталног су значаја за физиологију ДНК и РНК.

Како су гени и хромозоми структуирани формирајући хроматин, практично је немогуће да се врши транскрипција и репликација ДНК, јер је то непрекидни ланац, изузетно дуг и са врло сложеном тродимензионалном просторном конформацијом.

Да би олакшали процес репликације и транскрипције, нуклеарни ензими су "пресекли" фрагмент ДНК који ће се преписати, омогућавајући спајање РНК на линеарни ланац деоксирибонуклеинске киселине са врло јасним почетком и крајем.

Познати и као „фосфодиестеразе“, нуклеарни ензими су способни да цепају фосфодиестерске везе, кључне делове у структури нуклеинских киселина, а истовремено регулишу међућелијске нивое цикличког АМП и ГМП.

Класификација нуклеарних ензима

У зависности од места на коме ендонуклесе показују своје дејство, класификоване су у две широке категорије: нуклеазе и лигазе.

До сада су ефекти ензима нуклеазе, одговорни за „сечење“ делова ДНК да би се омогућила њихова репликација, грубо описани, међутим, након завршетка транскрипције ДНК фрагмента, он се мора поново интегрисати у великог ланца деоксирибонуклеинске киселине којој припада и такође да то уради на одређеном положају.

Овде долазе у игру „лигазе“, ензими који могу да „умећу“ на своје место ланац ДНК, који је претходно цепан фосфодиестеразама.

Деликатна равнотежа између нуклеазе и лигазе омогућава очување интегритета генетског материјала, тако да када активност једног ензима премаши други, могу се предвидјети проблеми.

Типови нуклеуса

Да бисмо разумели улогу фосфодиестеразе у кариолизи, неопходно је знати различите врсте које постоје јер су оне одговорне за цео процес.

У том смислу, лигази практично немају никакву улогу, у ствари, њихова активност је отказана, што онемогућава да се преокрене процес који је инициран нукулама.

Дакле, у зависности од места на коме нуклеуси испољавају своје деловање, деле се на:

- Ендонуцлеасес

- Егзокуле

- Ендонуклеаза рестрикције

Поред ензима који су способни да цепају ДНК (познатих и као ДНазе), у језгру се налазе и ензими са способношћу да "сече" и моделирају сегменте РНК, који су познати као рибонуклеазе или РНазе.

Иако су ови ензими важни у нормалној физиологији ћелије, током процеса некрозе играју споредну улогу.

Ендонуцлеасес

Ендонуклеазе су ензими способни да иселе ДНК ланце са свог слободног краја, то јест да су способни да одвоје ДНК у било којој тачки ланца.

Ендонуклеазе могу насумично пресећи ДНК у било којем региону без подударања одређеног нуклеотидног низа.

Рестрицтион ендонуцлеасес

Рестриктивне ендонуклезе су врло посебна врста ендонуклеазе способне да идентификују специфичну базну секвенцу како би пресекле ланац ДНК у тој специфичној тачки.

Разврстане су у три групе: тип И, тип ИИ и тип ИИИ.

Ендонуклеазе типа И рестрикције захтијевају да АТП функционише (на тај начин троши енергију) и способне су да цијепе до 1000 базних парова из секвенце препознавања.

Са своје стране, најједноставнија верзија рестрикцијских ендонуклеаза је тип ИИ; У процесу који не захтева енергију, ови ензими су у стању да секу ДНК у различитим дужинама из рестриктивне секвенце.

Коначно, ендонуклеаза типа ИИИ, у процесу који такође троши енергију (АТП), исече ланац ДНК на мале фрагменте који не прелазе 25 базних парова од тачке препознавања (рестрикције).

Еконуцлеасес

Коначно, егзонуклеазе су ти ензими који могу да иселе ДНК са слободног краја ланца, то јест, они су специјализовани ензими у линеарним ланцима ДНК, који су претходно цепани ендонуклеазама.

Тако се термин ЕНДОнуцлеасе односи на способност ензима да пресече ланац ДНК изнутра (ЕНДО = изнутра), док ЕКСОнуцлеасе означава да ензим може да пресече ДНК само на слободном крају (ЕКСО = споља) .

Синхронизовано и хармонично деловање свих ових ензима омогућава сложене процесе генетске репликације и транскрипције; Међутим, током некрозе тај се баланс губи и ДНК се почиње фрагментирати док не остану само његове слободне и неорганизоване основне компоненте, што је синоним за ћелијску смрт.

Патофизиологија кариолизе

Знајући велики број ензима присутних у језгру, као и начин на који врше своју функцију, није тешко закључити патофизиологију кариолизе.

Све започиње губитком хомеостазе између нуклеазних ензима и лигаза, чији ефекат је далеко надмашен од стране првог; то јест, више ДНК је уништено него што се може поправити.

У првом реду, ендонуклеазе су исецкале дугачки ланац ДНК на ситне фрагменте, који су касније додатно редуковани другим ендонуклеазама.

Коначно, краћи фрагменти лишу се са својих крајева егзонуклусима све док не остану трагови организованог нуклеарног материјала, који је ензимски распаднут.

Налази из светлосне микроскопије

При светлосној микроскопији ћелије које су биле подвргнуте кариолизи изгледају потпуно ружичасто (еозинофили), што онемогућава препознавање нуклеарног материјала обојеног у љубичасто.

У неким случајевима се на месту где је некада било ћелијско језгро може уочити мрља или дух, али генерално преовлађујућа боја ће бити ружичаста, јер нема више организованих нуклеарних структура које би могле да ухвате хематоксилин.

Референце

1. Ван Цруцхтен, С. и Ван Ден Броецк, В. (2002). Морфолошки и биохемијски аспекти апоптозе, онкозе и некрозе. Анатомија, хистологија, ембриологија, 31 (4), 214-223.
2. Парафиниук, М. (1998). Феномен кариолизе у цитофотоморфометријским прегледима. Ин Анналес Ацадемиае Медицае Стетиненсис (стр. 1-87).
3. Толберт, ПЕ, Схи, ЦМ, и Аллен, ЈВ (1992). Микронуклеуси и друге нуклеарне аномалије у букалним мазовима: развој метода. Истраживање мутације / мутагенеза животне средине и сродни предмети, 271 (1), 69-77.
4. Левин, С., Буцци, ТЈ, Цохен, СМ, Фик, АС, Хардисти, ЈФ, Легранд, ЕК,… и Трумп, БФ (1999). Номенклатура ћелијске смрти: препоруке ад хоц одбора Друштва токсиколошких патолога. Токсиколошка патологија, 27 (4), 484-490.
5. Забити, С. (2002). Измена јонске хомеостазе током повреде ћелије изазване метаболичком хипоксијом. Улога моновалентних јона (докторска дисертација, Универзитет у Гранади).