Programlanmış Hücre Ölümü

Programlanmış Hücre Ölümü
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Sponsorlu Bağlantılar

Programlanmış hücre ölümü (PHÖ veya PCD), herhangi bir hücrenin, hücre içi bir programla ölmesinin planlaması ve gerçekleştirilmesidir.
Nekrozdan farklı olarak, ölen hücrelerin sonucunda dokuda akut hasarlanma ve enflamasyon yanıt oluşturulmaz. Programlanmış hücre ölümü, genellikle canlının yaşamı boyunca yarar sağlayan düzenli bir süreçtir. PHÖ, bitkiler ve metazoa gruplarının doku gelişimleri sırasında esasi fonksiyonları sergiler.

• Apoptozis ya da Tip I hücre-ölümü
• Otofajik ya da Tip II hücre ölümü (sitoplazmik - hücre çekirdeğinin yok edilmesinden önce özel bir sırayla büyük vakuollerin organelleri yemesiyle bilinen süreç.)

Programlanmış hücre ölümünün bu iki şeklinden başka yollarda bulunmuştur. Apotoptik olmayan programlanmış hücre ölümü olarak bilinen (ya da "kaspas-bağımısz programlanmış hücre ölümü" veya "nekroz benzeri programlanmış hücre ölümü") bu alternatif ölüm yolları apoptozis gibi etkiliidir, arka planda işlem görürler ve PHÖ'nün ana tiplerini oluştururlar.
Bitki hücrelerinde kısmen otofajik hücre ölümüne benzer şekilde PHÖ görülür. PHÖ'nün bazı temel özellikleri bitkiler ve metazoada büyük oranda korunmuştur.
"Programlanmış hücre ölümü", 1964'de Lockshin ve Williams tarafından böcek dokularının gelişimindeki ilişkilerde kullanılmıştır, ondan sekiz yıl kadar önce de apotozis keşfedilmiştir. O zamandan bu yana "PHÖ", bu iki terimden daha genel bir kullanım haline gelmiştir.
PHÖ, son zamanlarda gittkiçe artan ilgi ve araştırmaların konusu olmuştur. Bu eğilim, 2002'de Sydney Brenner (BK), H. Robert Horvitz (USA) ve John E. Sulston (BK)'ın Nobel Fizyoloji ve Tıp Ödülü'nü almasıyla da vurgulanmıştır.

Bitki Dokularında Programlanmış Hücre Ölümü
Arabidopsis türlerinde tanımlanan "APL", düzenler vasküler dokuları düzenler Bonke ve çalışma arkadaşları, vasküler bitkilerin uzun mesafeli taşıma yapan iki sisteminden biri olan ksilemde, çeşitli hücre tiplerinin "hücre duvarları kalınlıklarında ve programlanmış hücre ölümlerinde, döküntülerin dikkatlice bağlanmasının farklılıklar" içeridiğini belirtmişlerdir. Yazarlar, bitkilerdeki PHÖ ürünlerinin yapısal önemli bir rolü olduğunu da vurgulamıştır.
PHÖ'nün temel morfolojik ve biyokimyasal özellikleri, bitkiler ve hayvanlar aleminde korunmuştur.
Bitki hücrelerin spesifik çeşitleri eşsiz hücre ölümü programlarını her nasılsa başardıklarını not düşmek gerekir. Hayvan apotozisiyle birlikte bunlar yaygın özelliklerdir -örneğin çekirdek DNA'sı degredasyonu- fakat bitkiler ksilemin trakeid elemanlarındaki vakuolün çökmesiyle tetiklenen hücre çekirdeği degredasyonu gibi kendi özelliklerine sahiplerdir.
Oxford Üniversitesinden bitki bilimciler, Janneke Balk ve Christopher J. Leaver, ayçiçeği bitkisinin hücrelerindeki mitokondriyal genomdaki mutasyona ulaşmayı başarmışlardır. Bu araştırmanının sonucu olarak mitokondrinin vasküler bitkilerin ve diğer ökaryotik hücrelerin PHÖ'de temel rol oynadığı ileri sürülmüştür.

Polenlerde Kendini Döllenmenin PHÖ ile Önlenmesi
Polenizasyon sırasında bitkiler kendilerini döllemenin engellenmesinde önemli bir anlamı olan "kendiyle uyuşmazlığı" (SI) yürütürler. Gelincik bitkisi üzerinde yapılan araştırmalar polenlerin bulunduğu yer olan pistillerdeki proteinlerin polenle etkileştiğini ve örneğin kendi poleniyle uyuşmazlıkta PHÖ'nü tetiklediğini göstermiştir. Araştırmacılar Steven G. Thomas ve Veronica E. Franklin-Tong bir de, PHÖ'ce izlenen polen tüpü gelişiminin hızlı inhibisyonunun yanıt gerektirdiğini de bulmuşlardır.

Mycetozoa'da Programlanmış Hücre Ölümü
Sosyal tabaka küfü Dictyostelium discoideum eğer uniselüler formundaysa avcı amipe benzer bir davranış sergilerken, gelecek nesili verecek olan sporlarını dağıtırken hareketli bir sümüklüböceğe benzer bir özellik sergiler.
Bitkinin ölü hücrelerden oluşan sapı, bir çeşit PHÖ olan otofajik hücre ölümünün bazı özelliklerini paylaşır: hücrelerin içide oluşan büyük vakuoller, kromatin yoğunlaşmasının bir aşaması fakat DNA'nın hiç parçalanmaması. Ölü hücrelerce bırakılan kalıntıların yapısal rolü bitki dokusundaki PHÖ'nin ürünlerini anımsatır.
D. discoideum, günümüzden milyonlarca yıl önce ökaryotik atalarından meydana gelen olası bir dalın parçası olan sıvaşık bir küftür. Görünüşe göre, onlar yeşil bitkilerin, mantarların ve hayvanların atalarından sonra farklılaşmışlardır. Fakat evrim ağacındaki yerlerine göre gerçek şudur; PHÖ basitçe D. discoideumun 6. kromozomumda saklanıp, ona ek bir anlam katar: apoptozisin özelliklerinden olan kaspaslara bağımlı olmayan gelişimsel PHÖ yolunun çalışmasına izin verir.

PHÖ'nün Evrimsel Kökeni
Biyologlar uzun zaman mitokondrinin daha büyük ökaryotik hücrelerden endobiyontları da kapsayan bakterilerden kökenlendiğinden şüphelendiler. Lynn Margulis 1967'de bu teorinin kazananı oldu, gerçek dünyaca kabul edildi. Bu teorinin inandırıcı olayı, mitokondrinin kendi DNA'sına sahip olması ve genler ve replikasyon aygıtlarıyla donatılması gerçeğinde yatar. Bu evrimsel adım, enerji üreten bakterileri yutmaya başayan ilkel ökaryotikler için daha riskli ve zıt olarak proto-ökaryotik konaklarına saldırmalarıya başlayan mitokondrilerin ataları için çok tehlikeli olacaktır. Bu, insan beyaz kan hücreleri ve bakteriler arasındaki süreç günümüzde hala devam eder. Zamanının çoğunda, saldırgan bakteriler beyaz kan hücrelerince yokedilir, bununla beraber; prokaryotların hasarlanması sonucu enfeksiyon diye bilinen sonuçla bilinen kimyasal savaş için çok da olağanüstü değildir. Bu nadir evrimsel olaylardan birini gümünüzden yaklaşık 2 milyon yıl önce kesin ökaryotlar ve sadece varolmayıp, enerji üreten fakat simbiyozimden karşılıklı yarar sağlayan prokaryotlar için mümkün yapar. Mitokondriye sahip ökaryotik hücreler ölümle yaşam arasında bir çizgide canlı tutulur, çünkü mitokondri kendi hücre intiharını tetikleyebilecek molekülleri hala içermektedir. Bu süreç günümüzde sadece programlandığı zaman yavaş olarak gelişir. Hücrelere verilen kesin sinyallerle (komşulardan uyarı, stres ya da DNA hasarı gibi) mitokondri biyokimyasal kaskada neden olup, hücre ölümünü tetikleyen kaspas aktivatörlerini salar. Bu şekilde, hücre intiharı mekanizması günümüzde yaşamlarımızda varolan önemli bir ayrıntıdır.

Apoptozis, embriyo döneminden ölüme kadar pek çok fizyolojik veya patolojik olayda izlenen programlı hücre ölümüdür. Hücre ölümü sürecinde, hücre yüzeyinde, yüzey organellerinde ve nükleusta çeşitli değişiklikler izlenir. Bu derlemede, apoptozis genel olarak tanımlanmış ve kanser, otoimmün hastalıklar, AIDS gibi hastalıklarda apoptozisin yerine değinilmiştir. Apoptozis; gelişmiş organizmalarda hücreler arası ilişkilerin gereği olarak gereksinim duyulmayan ve fonksiyonları bozulan hücrelerin, çevreye zarar vermeden programlı ölümüdür. Embriyo döneminden başlayarak tüm yaşam boyunca apoptotik mekanizma ve programlı hücre ölümü vardır. Bazı hücreler yıllarca yaşarken bir kısmı sadece birkaç saat yaşarlar. Deri, gastrointestinal sistem ve immün sistem gibi pek çok dokuda devamlılık apoptozis ve hücre yenilenmesine bağlıdır. Hücre ölümüyle ilgili ilk bilgiler 1920 yılında ışık mikroskopunun ve yeni boya yöntemlerinin keşfiyle başlamış ve ilk olarak nekroz tanımlanmıştır. 1972 yılında, iskemiye maruz kalan dokunun etrafında nekrozdan daha farklı hücre ölümü gösterilmiş ve buna, ağaç yapraklarının gövdeden ayrılması anlamına gelen “apoptozis’’ adı verilmiştir.

Apoptozisin morfolojisi:
Apoptoziste ana morfolojik olay, nükleusun kondensasyonu ve daha sonra parçalara ayrılmasıdır. Kromatin, normalde mikst kondens bir yapıda olup daha diffüz görünümdedir. Apoptoziste süperkondens bir hal alarak nükleus zarı altında kresentik görünüm oluşur. Floresan boyamada DNA boncuklanmalar şeklinde görülür, bunun nedeni DNA’nın endonükleaz ile oldukça özgül şekilde internükleozomal bölgelerden 180-200 bp (baz çifti) büyüklüğünde parçalara ayrılmasıdır.
İmmün elektroforez yapıldığında “ladder patern’’ olarak isimlendirilen merdiven şeklinde bir görünüm oluşur. Normalde bir hücrede birbirini takip eden 7 kırılma onarılırken, apoptoziste yaklaşık 300 000 kırılma meydana gelir ve hücre onarımı yapılamaz.

Apoptozisin erken evresinde hücreler birleşme bölgelerinden ayrılır, özelleşmiş yüzey organellerini kaybeder ve belirgin şekilde büzülür, birkaç dakikada hacimlerinin 1/3’ünü kaybederler. Bu görünüm, muhtemelen plazma membranında bulunan iyon kanalları ve pompalarında aktivasyonun bozulmasına bağlıdır. Apoptotik hücrelerin bulunduğu dokulardan elde edilen kesitler ışık mikroskopunda incelendiğinde, hücreler, etrafında açık bir halo ile görülmektedir. Daha sonra plazma membranında tomurcuklanmalar oluşur ve hücre, sitoplazma ile çevrilmiş kromatin parçalarından oluşan apoptotik cisimciklere parçalanır. Hücre henüz yaşamaya devam etmektedir .
Apoptotik hücreler komşu hücreler ve makrofajlar tarafından tanınır ve fagosite edilir. Apoptotik hücrelerin tanınması, plazma membranındaki değişikliklerle olur. Normalde hücre membranının iç tabakasında olan fosfatidil serin, aminofosfolipid transferaz enzimiyle membranın dış yaprağına göç eder. Fagositik hücrelerin vitronektin, lektin özelliğindeki reseptörleri fosfatidil serin ile bağlanır ve fagositozu uyarır.

Apoptozisle nekroz arasındaki farklar nelerdir?
Diğer bir hücre ölüm şekli olan nekroz ise hipoksi, fiziksel hasar, hipertermi, kompleman aktivasyonu, UV ışık gibi zararlı hücre dışı uyaranlar sonucu oluşan istenmeyen bir süreçtir. Hücre plazma membran lipidlerinin peroksidasyonu sonucu hücre içeriği ortama dökülür, inflamatuar yanıt oluşur ve komşu hücreler de etkilenir.