KAJ JE KARIOLIZA? - ZDRAVILO - 2026

Karyolysis je ena od sprememb, opredeljenih v jedrih celic, kadar jih umre zaradi noxa ali zunanje poškodbe, kot posledica hipoksije (nezadostne preskrbe s kisikom) ali strupene snovi.

Ime izvira iz grškega kariona, kar pomeni "jedro" in liza, kar je mogoče razlagati kot "slabljenje" ali raztapljanje "; zato izraz karioliza dobesedno pomeni "izliv jedra."

Ta pojav se pojavi v fazi nekrofaneroze, kot sta piknoza in karioreksa, in je lahko edina jedrska sprememba ali pa je vključen v kontinuum, ki se začne s piknozo, prehaja skozi karioreksijo in konča v kariolizi.

Tako kot pri karioreksiji tudi jedrsko spremembo pred spremembami citoplazme in proces kot celoto spremlja vnetje zunajceličnega matriksa, kar je značilno za nekrozo in kar lahko štejemo za temeljno razliko z apoptozo, pri kateri ne obstaja vnetno dopolnilo.

Karioliza nastane zaradi delovanja jedrskih encimov, ki v normalnih pogojih pomagajo odviti in drobiti DNK, tako da se lahko prepisuje, vendar pa v razmerah celične smrti zaradi noksa (nekroze) začnejo jedro razgraditi v celoti.

Jedrski encimi

Encimi celičnega jedra so številni in zelo specifični, saj so ključnega pomena za fiziologijo DNK in RNK.

Ker so geni in kromosomi strukturirani tako, da tvorijo kromatin, je transkripcija in replikacija DNK praktično nemogoča, saj gre za neprekinjeno verigo, izjemno dolgo in z zelo zapleteno tridimenzionalno prostorsko konformacijo.

Da bi olajšali proces razmnoževanja in prepisovanja, so jedrski encimi "razrezali" fragment DNK, ki ga je bilo mogoče prepisati, s čimer so omogočili, da se RNA poveže z linearno verigo deoksiribonukleinske kisline z zelo jasnim začetkom in koncem.

Jedrski encimi so znani tudi kot „fosfodiesteraze“ in lahko cepijo fosfodiesterske vezi, ključne dele v strukturi nukleinskih kislin, hkrati pa uravnavajo medcelične ravni cikličnih AMP in GMP.

Razvrstitev jedrskih encimov

Glede na mesto, kjer endonukleaze izvajajo svoj učinek, jih razvrstimo v dve široki kategoriji: nukleaze in ligaze.

Do sedaj so bili učinki nuklearnih encimov, odgovornih za "rezanje" kosov DNK, da bi omogočili njihovo replikacijo, na grobo opisani, vendar pa je treba po prepisu fragmenta DNK ponovno vključiti v velikega niza deoksiribonukleinske kisline, ki ji pripada, in tudi to, da bi to storili v določenem položaju.

Tu se začnejo igrati »ligaze«, encimi, ki lahko na svoje mesto »zlepijo« niz DNK, ki so ga predhodno cepili s fosfodiesterazami.

Občutljivo ravnovesje med nukleazami in ligazami omogoča, da se ohrani celovitost genskega materiala, tako da je mogoče, ko aktivnost enega encima preseže drugega, predvideti težave.

Vrste nukelsov

Da bi razumeli vlogo fosfodiesteraze pri kariolizi, je nujno poznati različne vrste, ki obstajajo, saj so odgovorne za celoten postopek.

V tem smislu ligazi praktično nimajo nobene vloge, v resnici je njihova aktivnost preklicana, zaradi česar ni mogoče obrniti postopka, ki ga sprožijo nukleoti.

Tako jih glede na spletno mesto, kjer izvajajo nukele, razdelijo na:

- Endonucleases

- Izvzetje

- Omejevalna endonukleaza

Poleg encimov, ki lahko cepijo DNK (znane tudi kot DNaze), v jedru obstajajo tudi encimi z zmožnostjo "rezanja" in modeliranja segmentov RNA, ti pa so znani kot ribonukleaze ali RNaze.

Čeprav so ti encimi pomembni pri normalni fiziologiji celice, imajo med postopkom nekroze stransko vlogo.

Endonucleases

Endonukleaze so encimi, ki lahko razrežejo verige DNK s svojega prostega konca, torej so sposobni ločevati DNK na kateri koli točki verige.

Endonukleaze lahko naključno razrežejo DNA na katerem koli območju, ne da bi se ujemale z določenim nukleotidnim zaporedjem.

Omejevalna endonukleaza

Restriktivni endonukleazi so zelo posebna vrsta endonuklez, ki lahko prepoznajo določeno osnovno zaporedje, da se na tej določeni točki razreže veriga DNK.

Razvrščamo jih v tri skupine: tip I, tip II in tip III.

Endonukleaze tipa I za omejitev potrebujejo delovanje ATP (s tem porabijo energijo) in so sposobni cepiti do 1000 baznih parov iz zaporedja prepoznavanja.

Kar zadeva najpreprostejšo različico restrikcijskih endonuklez je tip II; V postopku, ki ne potrebuje energije, lahko ti encimi razrežejo DNK v različnih dolžinah iz restriktivnega zaporedja.

Končno endonukleaze tipa III v procesu, ki porabi tudi energijo (ATP), verigo DNK razrežejo na majhne fragmente, ki ne presegajo 25 baznih parov od točke prepoznavanja (omejitve).

Izvlečke

Končno so eksonukleazi tisti encimi, ki lahko razrežejo DNK s prostega konca verige, to so specializirani encimi v linearnih verigah DNK, ki so jih predhodno cepili z endonukleazami.

Tako se izraz ENDOnuclease nanaša na sposobnost encima, da reže verigo DNK znotraj (ENDO = znotraj), medtem ko EXOnuclease pomeni, da lahko encim reže DNK samo na prostem koncu (EXO = zunaj) .

Sinhronizirano in harmonično delovanje vseh teh encimov omogoča zapletene procese genske replikacije in prepisovanja; Vendar se med nekrozo to ravnovesje izgubi in DNK se začne drobiti, dokler ne ostanejo le njegove proste in neorganizirane osnovne komponente, kar je sinonim za celično smrt.

Patofiziologija kariolize

Ob poznavanju velikega števila encimov, ki so prisotni v jedru, in načina, kako opravljajo svojo funkcijo, ni težko sklepati na patofiziologijo kariolize.

Vse se začne kot izguba homeostaze med nukleaznimi encimi in ligazami, učinek slednjih je močno presegel prvega; to pomeni, da se uniči več DNK, kot ga je mogoče popraviti.

Najprej so endonukleze razrezale dolgo verigo DNK na majhne fragmente, ki jih nato še dodatno zmanjšajo z drugimi endonukleazami.

Končno krajši fragmenti z eksenuklij lizirajo s svojih koncev, dokler ne ostanejo sledi organiziranega jedrskega materiala, ki je bil encimsko razpadel.

Ugotovitve iz svetlobne mikroskopije

Pri svetlobni mikroskopiji se celice, ki so bile podvržene kariolizi, zdijo popolnoma rožnate (eozinofilne), zaradi česar ni mogoče prepoznati jedrskega materiala, obarvanega v vijolično.

V nekaterih primerih lahko na območju, kjer je bilo jedro celice, včasih opazimo madež ali "duh", na splošno pa bo prevladujoča barva rožnata, ker ni več organiziranih jedrskih struktur, ki bi lahko zajele hematoksilin.

Reference

1. Van Cruchten, S., in Van Den Broeck, W. (2002). Morfološki in biokemični vidiki apoptoze, onkoze in nekroze. Anatomija, histologija, embriologija, 31 (4), 214-223.
2. Parafiniuk, M. (1998). Fenomen kariolize pri citofotomorfometričnih pregledih. V Annales Academiae Medicae Stetinensis (str. 1–87).
3. Tolbert, PE, Shy, CM, in Allen, JW (1992). Mikronuklei in druge jedrske anomalije v bukalnem razmazu: razvoj metod. Raziskave o mutacijah / okoljska mutageneza in sorodni predmeti, 271 (1), 69-77.
4. Levin, S., Bucci, TJ, Cohen, SM, Fix, AS, Hardisty, JF, Legrand, EK,… & Trump, BF (1999). Nomenklatura celične smrti: priporočila ad hoc odbora Društva toksikoloških patologov. Toksikološka patologija, 27 (4), 484–490.
5. Zabiti, S. (2002). Sprememba ionske homeostaze med poškodbami celic, povzročenih s presnovno hipoksijo. Vloga monovalentnih ionov (doktorska disertacija, Univerza v Granadi).