WAT IS KARYOLYSE? - GENEESMIDDEL - 2025

De karyolyse is een van de veranderingen die in de celkernen worden vastgesteld wanneer deze afsterven door een noxa of externe schade, zoals door hypoxie (onvoldoende zuurstoftoevoer) of giftige stoffen.

De naam is afgeleid van het Griekse karyon, wat "kern" en lysis betekent, wat kan worden geïnterpreteerd als "verzwakking" of ontbinding "; daarom betekent de term karyolyse letterlijk 'uitwissen van de kern'.

Dit fenomeen doet zich voor tijdens de necrofanerose-fase, zoals pyknosis en karyorrhexis, en het kan de enige nucleaire verandering zijn of worden opgenomen in een continuüm dat begint met pyknosis, door karyorrhexis gaat en eindigt in karyolyse.

Net als bij karyorrhexis gaat de nucleaire verandering vooraf aan de cytoplasmatische veranderingen en gaat het proces als geheel gepaard met een ontsteking van de extracellulaire matrix, iets dat kenmerkend is voor necrose en dat kan worden beschouwd als een fundamenteel verschil met apoptose, waarbij er geen er is het inflammatoire complement.

Karyolyse treedt op als gevolg van de werking van nucleaire enzymen die onder normale omstandigheden helpen om DNA te ontspannen en te fragmenteren zodat het kan worden getranscribeerd, maar die in omstandigheden van celdood als gevolg van noxa (necrose) de kern in zijn geheel begint te desintegreren.

Nucleaire enzymen

De enzymen van de celkern zijn veelvoudig en zeer specifiek, en zijn essentieel voor de fysiologie van DNA en RNA.

Omdat de genen en chromosomen gestructureerd zijn en chromatine vormen, is het vrijwel onmogelijk dat DNA-transcriptie en -replicatie plaatsvindt, omdat het een continue keten is, extreem lang en met een zeer complexe driedimensionale ruimtelijke conformatie.

Om het proces van replicatie en transcriptie te vergemakkelijken, "snijden" nucleaire enzymen het te transcriberen DNA-fragment, waardoor het RNA kan worden gekoppeld aan een lineaire keten van deoxyribonucleïnezuur met een zeer duidelijk begin en einde.

Nucleaire enzymen, ook bekend als "fosfodiësterases", zijn in staat om fosfodiësterbindingen, sleutelstukken in de structuur van nucleïnezuren, te splitsen en tegelijkertijd de intracellulaire niveaus van cyclisch AMP en GMP te reguleren.

Classificatie van nucleaire enzymen

Afhankelijk van de plaats waar endonucleasen hun effect uitoefenen, worden ze ingedeeld in twee brede categorieën: nucleasen en ligasen.

Tot nu toe zijn de effecten van nuclease-enzymen, die verantwoordelijk zijn voor het 'knippen' van stukjes DNA om hun replicatie mogelijk te maken, grofweg beschreven; zodra de transcriptie van een DNA-fragment is voltooid, moet het echter opnieuw worden geïntegreerd in van de grote streng van deoxyribonucleïnezuur waartoe het behoort en ook om het op een specifieke positie te doen.

Dit is waar de "ligasen" in het spel komen, enzymen die in staat zijn om een ​​DNA-streng die eerder door fosfodiësterasen was gekliefd, op hun plaats te "plakken".

Het delicate evenwicht tussen nucleasen en ligasen zorgt ervoor dat de integriteit van het genetisch materiaal behouden blijft, zodat problemen kunnen worden voorspeld wanneer de activiteit van het ene enzym het andere overtreft.

Soorten nucleasen

Om de rol van fosfodiësterase bij karyolyse te begrijpen, is het essentieel om de verschillende soorten die er bestaan ​​te kennen, aangezien ze verantwoordelijk zijn voor het hele proces.

In die zin hebben de ligasen praktisch geen rol, in feite wordt hun activiteit geannuleerd, waardoor het onmogelijk wordt om het proces dat door de nucleasen wordt geïnitieerd om te keren.

Dus, afhankelijk van de plaats waar nucleasen hun actie uitoefenen, zijn ze onderverdeeld in:

- Endonucleasen

- Exonucleasen

- Beperking endonucleasen

Naast de enzymen die DNA kunnen splitsen (ook bekend als DNases), zijn er in de kern ook enzymen die RNA-segmenten kunnen "knippen" en modelleren, deze staan ​​bekend als ribonucleasen of RNases.

Hoewel deze enzymen belangrijk zijn in de normale fysiologie van de cel, spelen ze tijdens het necroseproces een ondergeschikte rol.

Endonucleasen

Endonucleasen zijn enzymen die in staat zijn om DNA-ketens weg te snijden van hun vrije uiteinde, dat wil zeggen dat ze in staat zijn om DNA op elk punt in de keten te scheiden.

Endonucleasen kunnen DNA willekeurig in elk gebied knippen zonder een bepaalde nucleotidesequentie te matchen.

Restrictie-endonucleasen

Restrictie-endonucleasen zijn een heel speciaal type endonucleasen die in staat zijn om een ​​specifieke basesequentie te identificeren om de DNA-streng op dat specifieke punt te knippen.

Ze zijn ingedeeld in drie groepen: Type I, Type II en Type III.

Type I-restrictie-endonucleasen hebben ATP nodig om te functioneren (en dus energie te verbruiken) en zijn in staat tot 1000 basenparen uit de herkenningssequentie te splitsen.

De eenvoudigste versie van restrictie-endonucleasen van zijn kant is Type II; In een proces dat geen energie vereist, zijn deze enzymen in staat DNA in variabele lengtes uit de restrictiesequentie te knippen.

Ten slotte snijden Type III-restrictie-endonucleasen, in een proces dat ook energie verbruikt (ATP), de DNA-keten in kleine fragmenten die niet groter zijn dan 25 basenparen vanaf het punt van herkenning (restrictie).

Exonucleasen

Ten slotte zijn exonucleasen die enzymen die DNA van een vrij uiteinde van de keten kunnen knippen, dat wil zeggen dat het gespecialiseerde enzymen zijn in lineaire DNA-ketens die eerder zijn gesplitst door endonucleasen.

De term ENDOnuclease verwijst dus naar het vermogen van het enzym om de DNA-streng aan de binnenkant te knippen (ENDO = binnenkant), terwijl EXOnuclease aangeeft dat het enzym alleen DNA aan het vrije uiteinde kan knippen (EXO = buitenkant) .

De gesynchroniseerde en harmonische activiteit van al deze enzymen maakt de complexe processen van genetische replicatie en transcriptie mogelijk; Tijdens necrose gaat dit evenwicht echter verloren en begint het DNA te fragmenteren totdat alleen de vrije en ongeorganiseerde basiscomponenten overblijven, wat synoniem is met celdood.

Pathofysiologie van karyolyse

Gezien het grote aantal enzymen die aanwezig zijn in de kern, evenals de manier waarop ze hun functie uitoefenen, is het niet moeilijk om de pathofysiologie van karyolyse af te leiden.

Alles begint als een verlies van homeostase tussen nuclease-enzymen en ligasen, waarbij het effect van de laatste veel wordt overtroffen door de eerste; dat wil zeggen, er wordt meer DNA vernietigd dan er kan worden gerepareerd.

In eerste instantie knippen endonucleasen een lange DNA-keten in kleine fragmenten, die vervolgens verder worden verkleind door andere endonucleasen.

Ten slotte worden de kortere fragmenten van hun uiteinden gelyseerd door de exonucleasen totdat er geen sporen meer zijn van georganiseerd nucleair materiaal, dat enzymatisch werd afgebroken.

Bevindingen van lichtmicroscopie

Bij lichtmicroscopie lijken cellen die karyolyse hebben ondergaan helemaal roze (eosinofiel), waardoor het onmogelijk is om nucleair materiaal dat paars gekleurd is te identificeren.

In sommige gevallen kan een vluchtige vlek of "geest" worden gezien in het gebied waar de kern van de cel eens was, maar in het algemeen zal de overheersende kleur roze zijn, omdat er geen georganiseerde nucleaire structuren meer zijn die hematoxyline kunnen vangen.

Referenties

1. Van Cruchten, S., & Van Den Broeck, W. (2002). Morfologische en biochemische aspecten van apoptose, oncose en necrose. Anatomie, histologie, embryologie, 31 (4), 214-223.
2. Parafiniuk, M. (1998). Fenomeen van karyolyse bij cytofotomorfometrische onderzoeken. In Annales Academiae Medicae Stetinensis (pp. 1-87).
3. Tolbert, PE, Shy, CM en Allen, JW (1992). Micronuclei en andere nucleaire anomalieën in buccale uitstrijkjes: ontwikkeling van methoden. Mutatieonderzoek / omgevingsmutagenese en aanverwante onderwerpen, 271 (1), 69-77.
4. Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… & Trump, BF (1999). De nomenclatuur van celdood: aanbevelingen van een ad hoc commissie van de Society of Toxicologic Pathologists. Toxicologische pathologie, 27 (4), 484-490.
5. Zabiti, S. (2002). Verandering van ionische homeostase tijdens metabole hypoxie-geïnduceerde celbeschadiging. Rol van eenwaardige ionen (doctoraal proefschrift, Universiteit van Granada).