Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Apoptoz Nedir ? Hücreler neden apoptoz geçirir ? Apoptoa Aşamaları Nelerdir ?

APOPTOZ NEDİR?

Apoptoz veya programlanmış hücre ölümü, vücutta doğal olarak meydana gelen bir süreçtir. Ve bu süreçlerin düzenlenmesinde önemli rol oynar. Bu tip hücre ölümü DNA’nın bir ya da daha fazla nükleozom parçalarına ayrılması, kromatin yoğunlaşması ve çekirdek parçalanması gibi özel şekilsel değişikliklerle karakterizedir. Normal şartlarda apoptoz, vücudun her bir parçasının içerik ve büyüklüğünün fizyolojik gereksinimlerin belirlediği sınırlar içinde kalmasını sağlar. Apoptozun başlanması ve baskılanması karmaşık bir düzenleyici sinyal ağı tarafından kontrol edilir.

HÜCRELER NEDEN APOPTOZ GEÇİRİR?

Hücrelerin kendilerini imha etmesini gerektirecek birkaç örnek vardır. Örneğin; reglin doğal sürecide dahil dokunun uterustan temizlenmesi gerekir.

APOPTOZ GEÇİREN HÜCRELERDEKİ BİYOKİMYASAL DEĞİŞİKLİKLER

Kromatin değişikliklerinin başlamasından kısa süre önce, hücresel aktivitelerde ve sinyal iletiminde yaygın olarak kullanılan kalsiyumun sitoplazma içi miktarında hafif artma görülür. Bu artış bazı sessiz enzimleri aktive ederek bazı yapısal değişikliklere yol açar. Kalsiyuma bağlı endonükleaz ve transglutaminaz sessiz enzimler arasındadır. Bazı hücrelerde ise, apoptozun geç döneminde kalsiyum artışı olması kalsiyumun apoptozun değişik dönemlerinde farklı roller üstlenebildiğini düşündürmektedir. Çekirdek değişikliklerine endojen kalsiyum magnezyum bağımlı nükleazların aktivasyonu neden olur. Bu nükleazlar bazı hücrelerde sürekli olarak bulunurken bazılarında apoptozdan önce görülür. Nükleozomlar arasında   kromatini bölerler ve apoptotik hücre DNA’sı hepsinin uzunluğu 180-200 çifti ve katları olan parçalara ayrılır. Bu parçalar agaroz elektroforezde apoptoza özgü merdiven görünümü oluştururlar. Apoptozun belirgin yapısal özelliği olan sitoplazmik yoğunlaşmanın mekanizması bilinmemektedir. Bunun sonucunda önce hücre yüzeyinde çıkıntılar, sonra hücre içeriğini ayıran apoptotik cisimler oluşur.

APOPTOZ SIRASINDA NE OLUR?

Apoptoz uyarısı olan hücre bir hazırlık döneminden geçer. Geriye dönüşümlü olan bu dönemde hücrelerin sitoplazmasında bazı genlerin uyardığı m-RNA ve protein yapımı olduğu görülür. Protein yapımını önleyen ajanlar apoptozisi önlemektedir. Apoptozis sırasında değişmez şekilde ortaya öıkan metabolik bir olay dizisi bulunmaz. Aktif RNA ve protein sentezine duyulan gereksinim hücre tipine ve apoptotik uyarının türüne bağlıdır. Bu durum hemen bütün hücrelerde fizyolojik hücre ölümünü baskılayan ya da başlatan düzenleyici proteinlerin bulunması ile açıklanabilir. Belli bir hücre tipinde baskılayıcıların ve başlatıcıların göreceli yıkım hızları apoptozu başlatan veya durduran RNA ve prtein sentezinin durup durmayacağını belirler. Sonuç olarak, hücre boyutu azalma geçirir. Hücresel bileşenler ve organeller yıkılır ve yoğunlaşır. Kabarcık şekilli toplar denilen şekiller hücrenin yüzeyindedir. Hücre daha küçük parçalara ayrılır. Bu parçalar hücrede bulunur. Apoptotik cisimcikler tarafından parçalanır ve fagosite edilir.

APOPTOZUN AŞAMALARI

Apoptoz hücrenin kendini yok etmek için bir takım metabolik ve fizyolojik işlemleri devreye soktuğu bir olaydır. Apoptoz uyarısı alan hücre bulunduğu ortamdan uzaklaşır, komşu hücrelerle bağlantısını koparır ve büzüşür, kromatini yoğunlaşır piknotik bir görünüm alır. DNA’sı nükleozomlarından kesilir jel elektroforezinde tipik merdiven bant görünümü alır . ancak hücre organelleri yapısal bütünlükleri korur. Hücre zarı yapısında bulunan fosfotidil serin hücre zarının iç halinde kopar, apoptotik cisimcikler ayrılır. Apoptotik cisimcikler maktofaj tarafından tanınır ve fagosite edilir, ancak enflamasyon görülmez.

APOPTOZ VE KANSER

Hücrelerin normal apoptotik süreçten kaçmalarını sağlayan bir özellik kazanmaları hemen bütün kanser hücrelerinde gözlenen bir özelliktir. Tümör hücreleri veya antiapoptotik proteinlerin aşırı yapımıyla ya da proapoptotik proteinlerin yapımlarının ya da etkilerinin azalmasıyla apoptoza dirençli bir nitelik kazanırlar. Örneğin, foliküler B hücreli lenfomada kromozomal bir yer değiştirme sonucu Bcl-2 proteinin yapımı artmaktadır. P53 yoluyla başlatılan apoptoz yolundaki proteinlerin yapımları ya da işlevlerindeki bozuklukların insanlardaki kanserlerin nerdeyse yarısında etkili olduğu gösterilmiştir. 7 Apaf-1’in metastatik melanom hücrelerinde yapının olmadığı gösterilmiştir. Bazı kanser türlerinde ölüm reseptörlerinden biri olan CD95’in yapımının azaldığı bulunmuştur. Kanserleşme ve apoptoz düzenlenmesinin bozulması arasındaki ilişki kemoterapötiklere ya da radyasyona direnç oluşturarak da klinik tıbbı ilgilendiren sonuçlara yol açabilmektedir.

AIDS, Alzheimer , Parkinson, insüline bağlı tip diyabet, hepatit C ve miyokard enfarktüsü gibi hastalıklarda apoptoz hızlanırken, otoimmün hastalıklar ve kanserlerde apoptoz yavaşlar.

APOPTOZ ÖNLEYİCİLERİ

Apoptotik olayı dengede tutan çok değişik apoptoz baskılayıcıları belirlenmiştir. Baslılayıcılarım bir kısmı normalde genomda bulunan genlerdir. Büyüme faktörleri apoptozu önleyici işlev görmektedir. Bir diğer grup viral kaynaklıdır. Virüs enfeksiyonların hücrede apoptoza neden olur. Bu viral hücresel proteinin apoptoz sırasında kaspazlar tarafından parçalandığı gösterilniştir. Çekirdek larninlerinin parçalanmasının çekirdek büzülmesi ve tomurcuklanmaya, hücre iskelet proteinlerinin parçalanmasının tüm hücre şeklinin kaybına neden olduğu, PAK2’nn kazpaz tarafından parçalanmasının apoptotik hücrede aktif kabarcık oluşturduğu gösterilmiştir.

Kaynaklar:

1. http://www.klinikgelisim.org.tr/kg22_3/4.pdf
2. http://www.journalagent.com/terh/pdfs/TERH_14_1_1_20.pdf
3. http://cu.dergipark.gov.tr/download/article-file/25371
4. http://www.iiste.org/Journals/index.php/JSTR/article/viewFile/27984/28728

Derleyen: Merve Erman