- الانزيمات النووية
- تصنيف الانزيمات النووية
- أنواع نوكليازات
- نوكلياز
- نوكليازات تقييدية
- نوكليازات خارجية
- الفيزيولوجيا المرضية لتحلل النواة
- نتائج الفحص المجهري الضوئي
- المراجع
يعد انحلال النواة أحد التغييرات التي تم تحديدها في نوى الخلايا عندما تموت من نوكسا أو ضرر خارجي ، مثل نقص الأكسجة (إمداد الأكسجين غير الكافي) أو المواد السامة.
اسمها مشتق من الكلمة اليونانية karyon ، والتي تعني "النواة" والتحلل ، والتي يمكن تفسيرها على أنها "توهين" أو انحلال ؛ ولذلك فإن مصطلح انحلال النواة يعني حرفيا "محو النواة".
تحدث هذه الظاهرة أثناء مرحلة النخر ، مثل التصلب العضلي و karyorrhexis ، وقد يكون التغيير النووي الوحيد أو يتم تضمينه في سلسلة متصلة تبدأ بالتضخم ، وتنتهي في karyorrhexis وتنتهي في karyolysis.
كما هو الحال في karyorrhexis ، فإن التغيير النووي يسبق التغيرات السيتوبلازمية والعملية ككل مصحوبة بالتهاب في المصفوفة خارج الخلية ، وهو شيء مميز للنخر ويمكن اعتباره اختلافًا جوهريًا مع موت الخلايا المبرمج ، حيث لا يوجد هناك مكمل التهابي.
يحدث انحلال النواة نتيجة عمل الإنزيمات النووية التي تساعد في الظروف العادية على فك الحمض النووي وتفتيته بحيث يمكن نسخه ، ولكن في ظروف موت الخلية بسبب النوكسا (النخر) تبدأ في تفكك النواة بالكامل.
الانزيمات النووية
إن إنزيمات نواة الخلية متعددة ومحددة للغاية ، وهي حيوية بالنسبة لفسيولوجيا الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
نظرًا لأن الجينات والكروموسومات مهيكلة لتشكيل الكروماتين ، فمن المستحيل عمليًا نسخ الحمض النووي وتكراره ، نظرًا لأنه سلسلة مستمرة وطويلة للغاية وذات تشكل مكاني ثلاثي الأبعاد معقد للغاية.
من أجل تسهيل عملية النسخ والنسخ ، تقوم الإنزيمات النووية "بقطع" جزء الحمض النووي ليتم نسخه ، مما يسمح بربط الحمض النووي الريبي بسلسلة خطية من حمض الديوكسي ريبونوكلييك ببداية ونهاية واضحين جدًا.
تُعرف الإنزيمات النووية أيضًا باسم "الفوسفوديستيراز" ، وهي قادرة على شق روابط الفوسفوديستر ، وهي قطع أساسية في بنية الأحماض النووية ، مع تنظيم المستويات داخل الخلايا من AMP و GMP الدوريين.
تصنيف الانزيمات النووية
اعتمادًا على الموقع الذي تمارس فيه نوكليازات تأثيرها ، يتم تصنيفها إلى فئتين عريضتين: نوكلياز وليجاسيس.
حتى الآن ، تم وصف تأثيرات إنزيمات نوكلياز ، المسؤولة عن "قطع" قطع من الحمض النووي للسماح بتكرارها ، بشكل تقريبي ؛ ومع ذلك ، بمجرد اكتمال نسخ جزء من الحمض النووي ، يجب إعادة دمجه في من الخيط الكبير لحمض الديوكسي ريبونوكلييك الذي ينتمي إليه وأيضًا القيام بذلك في موضع معين.
وهنا يأتي دور "ligases" ، وهي إنزيمات قادرة على "إلصاق" مكانها بشريط من الحمض النووي مشقوق سابقًا بواسطة phosphodiesterases.
يسمح التوازن الدقيق بين النيوكليزات والليغازات بالحفاظ على سلامة المادة الجينية ، بحيث يمكن التنبؤ بالمشاكل عندما يتجاوز نشاط أحد الإنزيمات الأخرى.
أنواع نوكليازات
من أجل فهم دور فوسفوديستيراز في تحلل الكاري ، من الضروري معرفة الأنواع المختلفة الموجودة ، لأنها مسؤولة عن العملية بأكملها.
وبهذا المعنى ، فإن ligases ليس لها أي دور عمليًا ، في الواقع تم إلغاء نشاطها ، مما يجعل من المستحيل عكس العملية التي بدأتها النيوكليزات.
وبالتالي ، اعتمادًا على الموقع الذي تمارس فيه نوكليازات عملها ، يتم تقسيمها إلى:
- نوكليازات داخلية
- نوكليازات خارجية
- نوكليازات تقييدية
بالإضافة إلى الإنزيمات القادرة على شق الحمض النووي (المعروف أيضًا باسم DNases) ، توجد في النواة أيضًا إنزيمات لها القدرة على "قطع" ونمذجة شرائح الحمض النووي الريبي ، والتي تُعرف باسم ribonucleases أو RNases.
على الرغم من أهمية هذه الإنزيمات في فسيولوجيا الخلية الطبيعية ، إلا أنها تلعب دورًا ثانويًا أثناء عملية النخر.
نوكلياز
نوكليازات داخلية هي إنزيمات قادرة على قطع سلاسل الحمض النووي بعيدًا عن نهايتها الحرة ، أي أنها قادرة على فصل الحمض النووي في أي نقطة في السلسلة.
يمكن أن تقطع نوكليازات الحمض النووي بشكل عشوائي في أي منطقة دون مطابقة تسلسل نيوكليوتيد معين.
نوكليازات تقييدية
نوكليازات التقييد هي نوع خاص جدًا من نوكليازات داخلية قادرة على تحديد تسلسل أساسي معين من أجل قطع حبلا الحمض النووي في تلك النقطة المحددة.
يتم تصنيفها إلى ثلاث مجموعات: النوع الأول والنوع الثاني والنوع الثالث.
تتطلب نوكليازات التقييد من النوع الأول تشغيل ATP (وبالتالي استهلاك الطاقة) وقادرة على شق ما يصل إلى 1000 زوج أساسي من تسلسل التعرف.
من جانبه ، فإن أبسط نسخة من نوكليازات التقييد هي النوع الثاني ؛ في عملية لا تتطلب طاقة ، فإن هذه الإنزيمات قادرة على قطع الحمض النووي بأطوال متغيرة من تسلسل التقييد.
أخيرًا ، تقطع نوكليازات تقييد النوع الثالث ، في عملية تستهلك أيضًا الطاقة (ATP) ، سلسلة الحمض النووي إلى أجزاء صغيرة لا تتجاوز 25 زوجًا قاعديًا من نقطة التعرف (التقييد).
نوكليازات خارجية
أخيرًا ، نوكليازات خارجية هي تلك الإنزيمات القادرة على قطع الحمض النووي من نهاية حرة من السلسلة ، أي أنها إنزيمات متخصصة في سلاسل الحمض النووي الخطية التي سبق انشقاقها بواسطة نوكليازات داخلية.
وبالتالي ، يشير مصطلح نوكلياز ENDOnuclease إلى قدرة الإنزيم على قطع شريط الحمض النووي من الداخل (ENDO = داخل) ، بينما يشير مصطلح EXOnuclease إلى أن الإنزيم يمكنه قطع الحمض النووي فقط في النهاية الحرة (EXO = الخارج).
يسمح النشاط المتزامن والمتناسق لجميع هذه الإنزيمات بالعمليات المعقدة للتكاثر الجيني والنسخ ؛ ومع ذلك ، أثناء النخر ، يفقد هذا التوازن ويبدأ الحمض النووي في التفتت حتى تبقى مكوناته الأساسية الحرة وغير المنظمة ، وهو ما يعني موت الخلايا.
الفيزيولوجيا المرضية لتحلل النواة
معرفة العدد الكبير من الإنزيمات الموجودة في النواة ، وكذلك الطريقة التي تمارس بها وظيفتها ، ليس من الصعب استنتاج الفيزيولوجيا المرضية لتحلل النواة.
يبدأ كل شيء بفقدان التوازن بين إنزيمات نوكلياز وليجاسيس ، وتأثير الأخير يتجاوز بكثير الأول ؛ أي ، يتم تدمير المزيد من الحمض النووي أكثر مما يمكن إصلاحه.
في الحالة الأولى ، تقطع نوكليازات سلسلة طويلة من الحمض النووي إلى أجزاء صغيرة ، والتي يتم تقليلها لاحقًا بواسطة نوكليازات داخلية أخرى.
أخيرًا ، يتم التخلص من الأجزاء الأقصر من نهاياتها بواسطة نوكليازات خارجية حتى لا توجد آثار للمواد النووية المنظمة ، والتي تتحلل إنزيميًا.
نتائج الفحص المجهري الضوئي
في المجهر الضوئي ، تظهر الخلايا التي خضعت لتحلل نواة اللون الوردي تمامًا (اليوزيني) ، مما يجعل من المستحيل تحديد المواد النووية المصبوغة باللون الأرجواني.
في بعض الحالات ، قد تظهر بقعة زائلة أو "شبح" في المنطقة التي كانت فيها نواة الخلية في السابق ، ولكن بشكل عام سيكون اللون السائد ورديًا ، لأنه لا توجد هياكل نووية أكثر تنظيمًا قادرة على التقاط الهيماتوكسيلين.
المراجع
- Van Cruchten، S.، & Van Den Broeck، W. (2002). الجوانب المورفولوجية والكيميائية الحيوية للاستماتة والأورام والنخر. علم التشريح ، الأنسجة ، علم الأجنة ، 31 (4) ، 214-223.
- بارافينيوك ، م. (1998). ظاهرة انحلال النواة في فحوصات السيتوفوتومورفومترية. في Annales Academiae Medicae Stetinensis (ص 1-87).
- تولبرت ، PE ، Shy ، CM ، & Allen ، JW (1992). النوى الدقيقة والتشوهات النووية الأخرى في مسحات الشدق: تطوير الأساليب. بحوث الطفرات / الطفرات البيئية والمواضيع ذات الصلة ، 271 (1) ، 69-77.
- Levin، S.، Bucci، TJ، Cohen، SM، Fix، AS، Hardisty، JF، Legrand، EK،… & Trump، BF (1999). تسمية موت الخلية: توصيات لجنة مخصصة لجمعية علماء أمراض السموم. علم أمراض السموم، 27 (4) ، 484-490.
- زبيتي ، س. (2002). تغيير التوازن الأيوني أثناء إصابة الخلايا التي يسببها نقص الأكسجة. دور الأيونات أحادية التكافؤ (أطروحة دكتوراه ، جامعة غرناطة).