- เอนไซม์นิวเคลียร์
- การจำแนกประเภทของเอนไซม์นิวเคลียร์
- ประเภทของนิวคลีเอส
- endonucleases
- เอ็นโดนิวคลีเอส จำกัด
- เอกโซนิวคลีเอส
- พยาธิสรีรวิทยาของ karyolysis
- การค้นพบจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
- อ้างอิง
คาริโอไลซิสเป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงที่ระบุในนิวเคลียสของเซลล์เมื่อสิ่งเหล่านี้ตายจากน็อกซาหรือความเสียหายภายนอกเช่นเนื่องจากการขาดออกซิเจน (ปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอ) หรือสารพิษ
ชื่อของมันมาจากภาษากรีก karyon ซึ่งแปลว่า "นิวเคลียส" และ lysis ซึ่งสามารถตีความได้ว่า "การลดทอน" หรือการสลายตัว "; ดังนั้นคำว่า karyolysis จึงหมายถึง "การหลุดออกของนิวเคลียส"
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในระยะ necrofanerosis เช่น pyknosis และ karyorrhexis และอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์เพียงอย่างเดียวหรือรวมอยู่ในความต่อเนื่องที่เริ่มต้นด้วย pyknosis ผ่าน karyorrhexis และสิ้นสุดด้วย karyolysis
เช่นเดียวกับใน karyorrhexis การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์เกิดขึ้นก่อนการเปลี่ยนแปลงของไซโตพลาสซึมและกระบวนการโดยรวมจะมาพร้อมกับการอักเสบของเมทริกซ์นอกเซลล์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเนื้อร้ายและอาจถือได้ว่าเป็นความแตกต่างพื้นฐานกับการตายของเซลล์ซึ่งไม่มี มีส่วนประกอบของการอักเสบ
Karyolysis เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของเอ็นไซม์นิวเคลียร์ซึ่งในสภาวะปกติจะช่วยคลายตัวและแยกส่วน DNA เพื่อให้สามารถถอดความได้ แต่ในสภาวะของการตายของเซลล์เนื่องจาก noxa (เนื้อร้าย) จะเริ่มสลายนิวเคลียสอย่างสมบูรณ์
เอนไซม์นิวเคลียร์
เอนไซม์ของนิวเคลียสของเซลล์มีหลายชนิดและเฉพาะเจาะจงมากซึ่งมีความสำคัญต่อสรีรวิทยาของ DNA และ RNA
เนื่องจากยีนและโครโมโซมมีโครงสร้างเป็นโครมาตินจึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่การถอดความและการจำลองดีเอ็นเอจะเกิดขึ้นเนื่องจากเป็นห่วงโซ่ต่อเนื่องยาวมากและมีโครงสร้างเชิงพื้นที่สามมิติที่ซับซ้อนมาก
เพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการจำลองแบบและการถอดความเอ็นไซม์นิวเคลียร์ "ตัด" ชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่จะถอดเสียงจึงทำให้ RNA สามารถจับคู่กับโซ่เชิงเส้นของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกโดยมีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดที่ชัดเจนมาก
หรือที่เรียกว่า“ phosphodiesterases” เอ็นไซม์นิวเคลียร์สามารถแยกพันธะฟอสโฟดิสเตอร์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกในขณะเดียวกันก็ควบคุมระดับแอมป์และ GMP ในเซลล์ภายในเซลล์ด้วย
การจำแนกประเภทของเอนไซม์นิวเคลียร์
ขึ้นอยู่กับบริเวณที่เอนโดนิวคลีเอสมีผลของมันพวกมันถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทกว้าง ๆ : นิวคลีเอสและลิเกส
จนถึงปัจจุบันมีการอธิบายผลของเอนไซม์นิวคลีเอสซึ่งรับผิดชอบในการ "ตัด" ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอเพื่อให้สามารถจำลองแบบได้อย่างไรก็ตามเมื่อการถอดชิ้นส่วนดีเอ็นเอเสร็จสมบูรณ์แล้วจะต้องนำไปรวมเข้ากับ ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่ยิ่งใหญ่ซึ่งเป็นของและยังทำในตำแหน่งเฉพาะ
นี่คือจุดที่ "ligases" เข้ามามีบทบาทโดยเอนไซม์ที่สามารถ "เกาะติด" แทนสายดีเอ็นเอที่ถูกฟอสโฟเดียส
ความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างนิวคลีเอสและลิเกสช่วยให้สามารถรักษาความสมบูรณ์ของสารพันธุกรรมได้ดังนั้นเมื่อการทำงานของเอนไซม์หนึ่งเกินกว่าอีกตัวหนึ่งสามารถทำนายปัญหาได้
ประเภทของนิวคลีเอส
เพื่อให้เข้าใจถึงบทบาทของฟอสโฟดิเอสเทอเรสในคาริโอลิซิสจำเป็นต้องทราบประเภทต่างๆที่มีอยู่เนื่องจากมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการทั้งหมด
ในแง่นี้ลิเกสแทบไม่มีบทบาทในความเป็นจริงกิจกรรมของพวกมันถูกยกเลิกทำให้ไม่สามารถย้อนกลับกระบวนการที่เริ่มต้นโดยนิวคลีเอสได้
ดังนั้นขึ้นอยู่กับบริเวณที่นิวเคลียสออกแรงกระทำพวกมันจึงถูกแบ่งออกเป็น:
- เอ็นโดนิวคลีเอส
- เอ็กโซนิวคลีเอส
- เอ็นโดนิวคลีเอส จำกัด
นอกจากเอนไซม์ที่สามารถแยกดีเอ็นเอ (หรือที่เรียกว่า DNases) แล้วในนิวเคลียสยังมีเอนไซม์ที่มีความสามารถในการ "ตัด" และสร้างแบบจำลองส่วน RNA ซึ่งเรียกว่าไรโบนิวคลีเอสหรือ RNases
แม้ว่าเอนไซม์เหล่านี้จะมีความสำคัญในสรีรวิทยาปกติของเซลล์ แต่ในระหว่างกระบวนการเนื้อร้ายก็มีบทบาทรอง
endonucleases
เอนโดนิวคลีเอสเป็นเอนไซม์ที่สามารถตัดสายโซ่ดีเอ็นเอออกจากปลายที่ว่างนั่นคือสามารถแยกดีเอ็นเอที่จุดใดก็ได้ในโซ่
เอนโดนิวคลีเอสสามารถตัดดีเอ็นเอแบบสุ่มในบริเวณใดก็ได้โดยไม่ต้องจับคู่ลำดับนิวคลีโอไทด์เฉพาะ
เอ็นโดนิวคลีเอส จำกัด
เอ็นโดนิวคลีเอสแบบ จำกัด เป็นเอนโดนิวคลีเอสชนิดพิเศษที่สามารถระบุลำดับเบสเฉพาะเพื่อตัดสายดีเอ็นเอที่จุดเฉพาะนั้น
พวกเขาแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม: Type I, Type II และ Type III
เอ็นโดนิวคลีเอสข้อ จำกัด ประเภท I ต้องการ ATP ในการทำงาน (ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน) และสามารถแยกคู่เบสได้ถึง 1,000 คู่จากลำดับการรับรู้
ในส่วนของเอนโดนิวคลีเอส จำกัด รุ่นที่ง่ายที่สุดคือ Type II; ในกระบวนการที่ไม่ต้องการพลังงานเอนไซม์เหล่านี้สามารถตัดดีเอ็นเอที่มีความยาวผันแปรออกจากลำดับข้อ จำกัด ได้
สุดท้ายเอนโดนิวคลีเอสข้อ จำกัด ประเภท III ในกระบวนการที่ใช้พลังงาน (ATP) เช่นกันตัดสายโซ่ดีเอ็นเอออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่ไม่เกิน 25 คู่เบสจากจุดที่รับรู้ (ข้อ จำกัด )
เอกโซนิวคลีเอส
ในที่สุดเอ็กโซนิวคลีเอสคือเอนไซม์ที่สามารถตัดดีเอ็นเอจากปลายห่วงโซ่ที่ว่างได้นั่นคือเป็นเอนไซม์พิเศษในสายโซ่ดีเอ็นเอเชิงเส้นที่ก่อนหน้านี้ถูกแยกออกโดยเอนโดนิวคลีเอส
ดังนั้นคำว่า ENDOnuclease จึงหมายถึงความสามารถของเอนไซม์ในการตัดสาย DNA ภายใน (ENDO = inside) ในขณะที่ EXOnuclease ระบุว่าเอนไซม์สามารถตัด DNA ที่ปลายอิสระเท่านั้น (EXO = ภายนอก) .
กิจกรรมที่ซิงโครไนซ์และฮาร์มอนิกของเอนไซม์เหล่านี้ช่วยให้กระบวนการที่ซับซ้อนของการจำลองแบบและการถอดความทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตามในระหว่างการตายของเนื้อร้ายความสมดุลนี้จะสูญเสียไปและดีเอ็นเอจะเริ่มแตกเป็นชิ้นส่วนจนกระทั่งเหลือเพียงส่วนประกอบพื้นฐานที่ว่างและไม่เป็นระเบียบซึ่งตรงกันกับการตายของเซลล์
พยาธิสรีรวิทยาของ karyolysis
เมื่อทราบถึงเอนไซม์จำนวนมากที่มีอยู่ในนิวเคลียสตลอดจนวิธีที่พวกมันทำหน้าที่ของมันจึงไม่ยากที่จะสรุปพยาธิสรีรวิทยาของคาริโอไลซิส
ทุกอย่างเริ่มต้นจากการสูญเสียสภาวะสมดุลระหว่างเอ็นไซม์นิวคลีเอสและลิเกสผลของสิ่งหลังนั้นเกินกว่าเดิม นั่นคือ DNA ถูกทำลายมากกว่าที่จะซ่อมแซมได้
ในกรณีแรกเอนโดนิวคลีเอสตัดสายโซ่ดีเอ็นเอที่ยาวออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ซึ่งต่อมาเอนโดนิวคลีเอสอื่น ๆ จะลดลงอีก
ในที่สุดชิ้นส่วนที่สั้นกว่าจะถูกแยกออกจากปลายของพวกมันโดย exonucleases จนกว่าจะไม่มีร่องรอยของวัสดุนิวเคลียร์ที่จัดระเบียบซึ่งถูกย่อยสลายด้วยเอนไซม์
การค้นพบจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเซลล์ที่ผ่านกระบวนการคาริโอไลซิสจะมีสีชมพู (eosinophilic) ทำให้ไม่สามารถระบุวัสดุนิวเคลียร์ที่มีสีม่วงได้
ในบางกรณีอาจเห็นรอยเปื้อนที่หายไปหรือ "ผี" ในบริเวณที่เคยเป็นนิวเคลียสของเซลล์ แต่โดยทั่วไปแล้วสีที่เด่นชัดจะเป็นสีชมพูเนื่องจากไม่มีโครงสร้างนิวเคลียร์ที่มีการจัดระเบียบที่สามารถจับฮีมาทอกซิลินได้
อ้างอิง
- Van Cruchten, S. , และ Van Den Broeck, W. (2002). ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและชีวเคมีของการตายของเซลล์มะเร็งและเนื้อร้าย กายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อวิทยาเอ็มบริโอ 31 (4) 214-223
- พาราฟินิก, ม. (2541). ปรากฏการณ์ของ karyolysis ในการตรวจ cytophotomorphometric ใน Annales Academiae Medicae Stetinensis (หน้า 1-87)
- Tolbert, PE, Shy, CM, & Allen, JW (1992) ไมโครนิวเคลียสและความผิดปกติทางนิวเคลียร์อื่น ๆ ในการทาปาก: การพัฒนาวิธีการ การวิจัยการกลายพันธุ์ / การกลายพันธุ์ของสิ่งแวดล้อมและเรื่องที่เกี่ยวข้อง, 271 (1), 69-77.
- Levin, S. , Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK, … & Trump, BF (1999) ระบบการตั้งชื่อของการตายของเซลล์: คำแนะนำของคณะกรรมการเฉพาะกิจของ Society of Toxicologic Pathologists Toxicologic pathology, 27 (4), 484-490.
- ซาบิตี, S. (2002). การเปลี่ยนแปลงสภาวะสมดุลของไอออนิกระหว่างการบาดเจ็บของเซลล์ที่เกิดจากการขาดออกซิเจนจากการเผาผลาญ บทบาทของโมโนวาเลนต์อิออน (วิทยานิพนธ์ปริญญาเอกมหาวิทยาลัยกรานาดา)