ძირითადი მასალა
კურსი: ბიოლოგია > თემა 12
გაკვეთილი 4: უჯრედული ციკლის რეგულაცია, კიბო და ღეროვანი უჯრედებიაპოპტოზი
Google–ის საკლასო ოთახიუჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილი, განსხვავება მასა და ნეკროზს (უჯრედის სიკვდილი დაზიანების გამო) შორის.
საკვანძო საკითხები:
- აპოპტოზი უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილის, ანუ „უჯრედის თვითმკვლელობის", ერთ-ერთი სახეა. იგი განსხვავდება ნეკროზისგან, ანუ უჯრედის დაზიანებით გამოწვეული სიკვდილისგან.
- აპოპტოზი მოწესრიგებული პროცესია, რომლის დროსაც უჯრედის შიგთავსი პატარა, მემბრანით შემოსაზღვრულ ბუშტუკებად იშლება და შემდეგ ამ „ნაგავს" იმუნური უჯრედები ყრიან.
- აპოპტოზის მეშვეობით ორგანიზმი იშორებს ზედმეტ უჯრედებს განვითარების პერიოდში, პოტენციურად ავთვსებიან და ვირუსით იფიცირებულ უჯრედებს, რითაც წონაწორობას ინარჩუნებს.
ვიდეო: აპოპტოზის მიმოხილვა
შესავალი
შეიძლება, ფიქრობთ, რომ თქვენს ორგანიზმში უჯრედების სიკვდილი კარგი სულაც არაა. ხშირ შემთხვევაში ეს მართალიცაა: უჯრედების სიკვდილი დაზიანების (მაგ. ჭრილობის ან მავნე ქიმიური ნივთიერების) გამო ცუდია, მაგრამ აუცილებელია, რომ ჩვენს სხეულში უჯრედების ნაწილი მოკვდეს - თუმცა არა შემთხვევითად, არამედ ძალიან მკაცრი კონტროლის ქვეშ.
მაგალითად, არასდროს დაინტერესებულხართ, როგორ ჩამოყალიბდა თქვენი თითები? როგორც აღმოჩნდა, თქვენს განვითარებად თითებს შორის არსებულმა უჯრედება დიდი ხნის წინ, ჯერ კიდევ ჩანასახი რომ იყავით მაშინ, მიიღეს დავალება, რომ თავი მოეკლათ. ეს რომ ასე არ მომხდარიყო, დღეს თითებს შორის აპკები გექნებოდათ, ანდაც სულაც, მტევნის მაგივრად ნიჩბები, ცალკეული თითების გარეშე.
ჩანასახოვან პერიოდში თქვენს თითებს შორის არსებული უჯრედები დაპროგრამებული სიკვდილის გავრცელებული სახით, ანუ აპოპტოზის გზით, დაიღუპნენ. უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილი ნიშნავს „თვითმკვლელობას" უჯრედების მიერ განსაზღვრული სიგნალების მიღების შემდეგ. აპოპტოზის შედეგად უჯრედი კვდება, მაგრამ ორგანიზმისთვის ეს სასარგებლოა (მაგალითად, ყალიბდება თითები ან პოტენციურად ავთვისებიანი უჯედები ნადგურდება). ამ სტატიაში დეტალურად განვიხილავთ აპოპტოზს, გავიგებთ, როდის ხდება იგი და რატომაა მნიშვნელოვანი.
აპოპტოზი და ნეკროზი
ზოგადად რომ ვთქვათ, მრავალუჯრედიან ორგანიზმში, მაგალითად თქვენსაში, უჯრედის სიკვდილის ორი გზა არსებობს:
- უჯრედები კვდებიან მავნე ფაქტორების მოქმედების გამო (ტოქსიკური ქიმიური ნივთიერებები, ფიზიკური დაზიანება), რასაც ნეკროზი ეწოდება.
- ისინი დავალებას იღებენ და უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილის გზით იკლავენ თავს. ამ პროცესის ერთ-ერთი, ყველაზე უკეთ შესწავლილი სახეა აპოპტოზი.
ნეკროზი და აპოპტოზი სხვადასხვა გარემოებებში მიმდინარეობს და განსხვავებული საფეხურებისგან შედგება. მარტივად რომ ვთქვათ, ნეკროზი უფრო „არეულ-დარეული" პროცესია და ამ დროს იმუნური პასუხი და ანთებაც ვითარდება. აპოპტოზი, მეორე მხრივ, უფრო მოწესრიგებულად ხდება: უჯრედი იშლება პატარ-პატარა ნაწილებად, რომელთაც შემდეგ სხვა უჯრედები შთანთქამენ და მოინელებენ.
ნეკროზი (უწესრიგო გზა)
მავნე ფაქტორების (მექანიკური დაზიანება, ტოქსიკური ნივთიერებები) დაზიანების გამო სიკვდილისას უჯრედების შიგთავსი გარეთ იღვრება. დაზიანებული უჯრედის პლაზმური მემბრანა ვეღარ აკონტროლებს იონებისა და წყლის მოძრაობას მასში, ამიტომ უჯრედები იბერება და შიგთავსი მემბრანის ხვრელებიდან გარეთ გამოდის. ეს ხშირად მკვდარი უჯრედის გარშემო ქსოვილში ანთების განვითარებას იწვევს.
აპოპტოზი (მოწესრიგებული გზა)
აპოპტოზი განსხვავებული და ბევრად უფრო მოწესრიგებული პროცესია. უჯრედები იჭმუხნება და მათ ზედაპირზე ბუშტუკისმაგვარი გამონაზარდები უჩნდებათ (ე. წ. „ბლებინგი"). ბირთვის დნმ ქუცმაცდება, ისევე, როგორც უჯრედის ზოგი ორგანოიდი, მაგალითად ენდოპლაზმური ბადე. საბოლოოდ, მთელი უჯრედი პატარა, მემბრანაში აკურატულად მოქცეულ ნაწილებად იშლება.
და ამ ნაწილებს რაღა მოსდით? მათგან სიგნალები იმუნიტეტის ნარჩენების მშთანთქმელ (ფაგოციტურ) უჯრედებს მისდით, მაგალითად მაკროფაგებს. მომაკვდავი უჯრედის ნაწილების ზედაპირზე, ასევე, ერთი ლიპიდური მოლეკულა, ფოსფატიდილსერინია განთავსებული. იგი, როგორც წესი, მემბრანის შიგნითაა მოქცეული და გარეთა ზედაპირზე მოხვედრისას ფაგოციტებს საშუალებას აძლევს, დაუკავშირდნენ უჯრედის ფრაგმენტებს და შთანთქონ ისინი.
რატომ განიცდიან უჯრედები აპოპტოზს?
თქვენი ორგანიზმის ბევრ უჯრედში „ჩაშენებულია" აპოპტოზით სიკვდილის უნარი (ისევე, როგორც დნმ-ის ასლის გადაღებისა და საწვავი მოლეკულების დაშლის უნარები). მოკლედ რომ ვთქვათ, აპოპტოზი ზოგადი და საკმაოდ მოსახერხებელი საშუალებაა იმ უჯრედების თავიდან მოსაშორებლად, რომლებიც ორგანიზმს აღარ სჭირდება.
- ზოგი უჯრედი განვითარების პროცესში უნდა „წაიშალოს" - მაგალითად, მტევნის საკმაოდ რთული სტრუქტურის ჩამოსაყალიბებლად, „გამოსაძერწად" უფრო დიდი, ერთიანი ქსოვილისგან.
- ზოგი უჯრედი ანომალურია და მათი გადარჩენა შესაძლოა, საზიანო იყოს ორგანიზმისთვის - მაგალითად, ვირუსით ინფიცირებული და დნმ-ის დაზიანების მქონე უჯრედებისთვის.
- ზრდასრულ ორგანიზმში უჯრედების მოშორება წონასწორობის შესანარჩუნებლადაცაა საჭირო - რათა ადგილი გამოთავისუფლდეს ახალი უჯრედებისთვის ან დროებითი ფუნქციის მქონენი „წაიშალონ", როცა საჭირონი აღარ იქნებიან.
აპოპტოზი განვითარების ნაწილია
მრავალ ორგანიზმში უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილი განვითარების ნორმალური ნაწილია. ზოგ შემთხვევაში განვითარების პერიოდში აპოპტოზი ძალიან წინასწარმეტყველებადი პროცესია: C. elegans-ის განვითარებისას ერთი უჯრედიდან ზრდასრულ ჭიამდე
აპოპტოზი მნიშვნელოვანია ადამიანის განვითარების პროცესშიც. მაალითად, როგორც შესავალში ვახსენეთ, ჩანასახოვან პერიოდში თქვენი მტვევნები ნიჩბების მსგავსი წარმონაქმნები იყვნენ. ამ ერთიანი სტრუქტურიდან თითების „გამოძერწვა" თითებშორის არსებული უჯრედების აპოპტოზით სიკვდილის დამსახურებაა.
ეს პროცესი ხერხემლიანთა ყველა იმ სახეობაში გვხვდება, რომელთაც თითების მსგავსი სტრუქტურები აქვთ კიდურზე და რაც უფრო ნაკლებად აქტიურია აპოპტოზი, მით უფრო მეტადაა დაკავშირებული თითები ერთმანეთთან. ზოგჯერ, თუკი პატარა შეცდომა მოხდა ფეხის ან ხელის თითის განვითარებაში, აპოპტოზი არასრულად შეიძლება წარიმართოს (რაც ერთმანეთთან შერწყმული თითების განვითარებას გამოიწვევს, მაგალითად).
განვითარების ნორმალურ პროცესში მიმდინარე აპოპტოზის მაგალითია თავკომბალას გაქრობა მისი ბაყაყად ქცევისას და არასაჭირო ნეირონების მოშორება თავის ტვინის ნეირონული წრეების ჩამოყალიბებისას.
აპოპტოზით ინფიცირებული და სიმსივნური უჯრედების განადგურებაა შესაძლებელი
ზოგ შემთხვევაში, უჯრედის გადარჩენა მთელ ორგანიზმს შეიძლება, უქმნიდეს საფრთხეს. ეს მაშინ ხდება, თუ უჯრედში დნმ დაზიანებულია, უჯრედი პრესიმსივნურია (გადაგვარების გზაზეა) ან ინფიცირებულია ვირუსით. თუ ეს სახიფათო უჯრედები აპოპტოზით დაიღუპება, ორგანიზმი საშიშროებასაც აიცილებს თავიდან (სიმსივნის განვითარების ან ვირუსული ინფექციის გავრცელების).
უჯრედი დნმ-ის დაზიანებას, როგორც წესი, აღმოაჩენს და მის შეკეთებას ეცდება. თუ დაზიანება გამოუსწორებელია, უჯრედი აპოპტოზს „ჩართავს" და თავს მოიკლავს, რათა მისი დაზიანებული დნმ შთამომავლობას არ გადაეცეს. ის უჯრედები, რომლებიც დნმ-ის გამოუსწორებელი დაზიანების საპასუხოდ აპოპტოზს არ განიცდიან, ავთვისებიანი სიმსივნის „გზაზე დგანან".
ზოგჯერ იმ პრესიმსივნურ უჯრედებს, რომლებმაც „შინაგანი" (საკუთარი ინიციატივით) აპოპტოზი არ განიცადეს, იმუნური უჯრედები აღმოაჩენენ და გარე სასიგნალო გზებით რთავენ აპოპტოზს, თუმცა სიმსივნური უჯრედები წარმატებით ახერხებენ, ხელიდან დაუსხლტნენ ორივეს, შინაგან და გარეგან სიგნალებსაც, რომლებიც ნორმაში აპოპტოზს გამოიწვევდა. შედეგად, ისინი ახერხებენ, უკონტროლონ გაიყონ და დაიგროვონ მუტაციები (დნმ-ის ცვლილებები).
აპოპტოზი უმნიშვნელოვანესია იმუნიტეტისთვის
აპოპტოზი ჯანმრთელი იმუნური სისტემის განვითარებისა და შენარჩუნებისთვისაც ძალიან მნიშვნელოვანია. როცა B და T უჯრედები (იმუნური უჯრედები, რომლებიც სპეციფიკურ მოლეკულებს ამოიცნობენ და უკავშირდებიან) პირველად წარმოიქმნებიან, მათ ჯერ გამოცდებს უტარებენ და ამოწმებენ, შეუძლიათ თუ არა ორგანიზმის „საკუთარი" მოლეკულებისა და ქსოვილების წინააღმდეგ მოქმედება. უჯრედები, რომელთაც ეს უნარი აღმოაჩნდებათ, მაშინვე აპოპტოზით იღუპებიან. თუ ეს პროცესი ვერ წარიმართა, ავტორეაქტიული, ანუ ორგანზმის საკუთარ მოლეკულებზე „დაგეშილი" უჯრედები, გამოთავისუფლდება. ისინი შემდეგ საკუთარ ქსოვილებს დაესხმებიან თავს და ავტოიმუნურ დაავადებებს გამოიწვევენ.
აპოპტოზი მნიშვნელოვანია იმუნიტეტისთვის, რადგან სწორედ მისი მეშვეობთ ხერხდება პათოგენისადმი აღძრული იმუნური პასუხის გამორთვა. პათოგენის აღმომჩენი იმუნური უჯრედები ძალიან აქტიურად იყოფა და მათი რაოდენობა უზარმაზარ რიცხვს აღწევს ერთი მიზნით - გაანადგურონ ორგანიზმში შემოჭრილი უცხო ნაწილაკი. პათოგენის მოშორების შემდეგ სპეციფიკურად მასზე „დაგეშილი" იმუნური უჯრედების ამხელა რაოდენობა საჭირო აღარ არის და ისინი აპოპტოზით იღუპება, რათა იმუნური სისტემის ჰომეოსტაზი (ბალანსი) შენარჩუნდეს.
შეჯამება
აპოპტოზი უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილის, ანუ „უჯრედის თვითმკვლელობის", ერთ-ერთი სახეა. იგი განსხვავდება ნეკროზის, ანუ უჯრედის დაზიანებით გამოწვეული სიკვდილისგან. აპოპტოზის გარდა უჯრედის დაპროგრამებული სიკვდილის სხვა ფორმებიც არსებობს, მაგრამ ყველაზე უკეთ იგია შესწავლილი.
აპოპტოზი მოწესრიგებული პროცესია, რომლის დროსაც უჯრედი მემბრანით შემოსაზღვრულ პატარა ბუშტუკებად იშლება და შემდეგ ეს „ნაგავი" იმუნურ უჯრედებს გააქვთ. იგი განსხვავდება ნეკროზისგან (უჯრედის სიკვდილი დაზიანების გამო), რომლის დროსაც მომაკვდავი უჯრედის შიგთავსის გადმოღვრა ანთებას იწვევს,
აპოპტოზის მეშვეობით განვითარების პროცესში ზედმეტ უჯრედებს იშორებს ორგანიზმი, პრესიმსივნურ და ვირუსით ინფიცირებულ უჯრედებთან ერთად, თუმცაღა „წარმატებული" სიმსივნური უჯრედები მაინც ახერხებენ, ხელიდან დაუსხლტნენ აპოპტოზს და აგრძელებენ დაყოფას. აპოპტოზის მეშვეობით უჯრედთა შორის წონასწორობა ნარჩუნდება ადამიანის ორგანიზმში და ის განსაკუთრებით იმუნური სისტემისთვისაა მნიშვნელოვანი.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
პოსტები ჯერ არ არის.