X
تبلیغات
بیولوژی
بیولوژی

در جلسه ای که در ۳ دی ماه تشکیل شد کتابی از طرف انتشارات زرینه به همکاران اهدا شد

کتاب زیست شناسی و آزمایشگاه ۱ دکتر پدرام فرهادیان-پرسش های چند گزینه ی خط

پایان-شماره ی تلفن مرکزی:۶۶۴۸۸۰۸۰

سایت:

www.khatepayan.ir

قبل از خرید کتاب ها را ببینید

نوشته شده در پنجشنبه 15 دی1390ساعت 12:35 توسط م.پ|

مرگ سلولی يا خودکشی سلولی به معنای افتادن برگ است.  Apoptosis از یک کلمه یونانی به معنی “Falling off leaves from  a tree in autumn” در زیست‌شناسی سلولی به معنای مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول‌ها است
اهمیت مرگ برنامه ریزی شده سلولی

روندی فیزیولوژیک و زیستی برای نمو فعال و طبیعی است.
 برای حفظ هموستازی می‌باشد.
بالانس بین تقسیم سلولی و مرگ سلولی برای رشد و نمو و حفظ موجودات زنده اهمیت دارد.
تاریخچه مرگ سلولی

فرایند مرگ سلولی یک فرایند کاملا طبیعی است که  کارل ووگت "Carl Vogt " دانشمند آلمانی اولین کسی بود که اصول مرگ سلولی را در سال 1842 تشریح کرد.
والتر فیلیمینگ "Walther Flemming " آناتومیست در سال 1885 تشریح دقیقتری را از مرگ برنامه ریزی شده سلول ارائه داد.
هر چند این موضوع تا سال 1965 که دوباره احیا شد مورد بحث قرار نگرفت. در این زمان جان فاکستون راس کر" John Foxton Ross Kerr  ” در بخش پاتولوژی استرالیا با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بافتها را تدریس می کرد بین آپوپتوزیز و مرگ سلولها در اثر جراحت تمایز قایل شد.
 
عوامل موثر درمرگ سلولی

عوامل مختلف محیطی :
-اشعه‌های یونیزه کننده، مواد شیمیایی
-عوامل مختلف درونی :
- داروهای سیتوتوکسیک (در درمان سرطان‌ها) هایپرترمیا،
- هورمون‌های گلوکو کورتیکوئیدی و ..
-برخی باکتری‌های بیماریزای داخل سلولی مانند سالمونلا، شیگلا، لیستریا، لژیونلا و …
-فشار گرسنگی
-بیماریها (آلزایمر، پارکینسون و ....)

 انواع مرگ سلولی در جانوران

 Apoptosis
 Autophagy

  - دراین پدیده اندامکها در داخل وزیکل هایی قرار گرفته

 - سپس وارد لیزوزوم می گردد.

-سلولهایی در یک روش non-apoptotic می میرند.
- کاسپازها فعال نمی شوند.

 

 Paraptosis:
-سیتوپلاسم واکوئله شده .
-  ER,Mit شروع به متورم شدن می نمایند  .
-کاسپازها فعال نمی شوند.
-این پدیده بر عکس apoptosis بوسیله AIP1/Alix مهار میشود.
 Mitotic catastrophe:
-در اثر نقص در check pointes  تقسیم میتوز بوقوع می پیوندد.
-در این پدیده عوامل پایدار و ناپایدار کننده میکروتوبولها مختل شده.
-به DNA آسیب می رسد.

سلول در خلال متافاز در یک روش وابسته به P53 کشته می شود

نکروزگی بافت

nسلول متورم و بزرگ شده .
nمحتویات غشا تراوش می‌کند.
nکنترل عبور و مرور مواد را از بین می‌برد.
nسلول و هسته تجزیه و تخریب می‌شود.
nتراوش و تخریب سلول نکروسیس باعث آسیب سلول‌های مجاور می‌شود.
n نکروزگی بر اثر جراحت، سرطان، انفارکتوس میوکارد قلب، سل، التهاب و عفونت ایجاد شود.

 تغییرات مورفولوژیکی مرگ سلولی جانوران

 

(1کاهش حجم سلول در اثر منقبض شدن سلول
(2متراکم شدن هسته سلولی(کروماتین)
(3 DNA قطعه قطعه می گردد.
(4در غشا هسته فرورفتگی ایجاد می گردد.
(5تغییر در توزیع لیپیدهای غشایی که باعث جدا شدن سلول از بستر خارج سلولی می شود.

۶)از بین رفتن غشا هسته

7) ایجاد وزیکولهای متعدد هسته در سلول

8) اندامک‌های داخلی سلول، مانند،میتوکندری‌ها و لیزوزوم‌ها سالم می‌مانند.

9) پدیدار شدن پذیرنده های فاگوسیت در سطح غشا

10) بهم ریختن یکپارچگی غشا سلول و تبدیل به قطعات کوچک بنام apoptotic bodies  که بصورت فاگوسیتوز برداشته می شوند.  

مسیر در اثر اتصال لیگاندهایی به گیرنده‌های سطح سلول

2- مسیردراثر فقدان برخی فاکتورهای رشد

3- مسیر در اثر آسیب‌های شدید به ماده ژنتیکی سلول

راههای ایجاد مرگ سلولی

۱-مسیر در اثر اتصال لیگاندهایی به گیرنده‌های سطح سلول

2- مسیردراثر فقدان برخی فاکتورهای رشد

3- مسیر در اثر آسیب‌های شدید به ماده ژنتیکی سلول

 

مسیرهای مرگ سلولی

Extrinsic Pathway
Receptor Dependent 
 Intrinsic Pathway
Mitochondria Dependent
در هر دو مسیر کاسپاز ها نقش دارند.
 Caspases

(1آنزیم های سیتوزولی (X) و هسته (Z) هستند.
(2آنزیمهای کسپاز (caspase) که آبشار یا کاسپاز نیز ترجمه شده خانواده ای از پروتئازهای آسپارتات می باشند که دارای سیستئین هستند.
(3علت نام گذاری به دلیل برش از ناحیه c-ter ,ASp است.
(4بصورت زیموژن وجود دارد (پروکاسپاز به کاسپاز فعال تبدیل می شود).
(5در حالت غیر فعال ، بصورت تک زنجیرهای که دارای یک دومین کاتالیتیک و یک پیش دومین دارند.

 

۶ )در حالت فعال باقیمانده های Asp جدا و بصورت دایمر در می آیند.(دو جایگاه کاتالیتیک دارد)

7) ژنوم انسان و موش داراي 13 ژن براي کسپاز (caspase) است (ژنهاي 1-12 و 14). كسپازهاي 3 و 6-10 انسان در مرگ سلولی نقش دارند و بقيه در التهاب مؤثرند.

8) 14 نوع از آنها شناخته شده است.

9) به سه دسته تقسیم بندی می شوند.

10) Initiator caspase:2,8,9,10

11) Executioner or effectors caspase :3,6,7

12) Remaining caspase:1,4,5,13

 

Intrinsic Pathway Mitochondria)

 

nویژگي ها
n1) به این مسیرمرگ برنامه دار سلولی می گویند، مگر اینکه محرکهای بقا مانع مرگ آنها شوند.
n2) این مسیر بوسیله استرس های داخل و خارج سلولی مثل استرسهای اکسیداتیو ، داروهای سیتوتوکسیک فعال می شوند.

n3)موادی که از میتوکندری آزاد می شود با اتصال به  protease activating factor (Apaf-1)، مرگ سلولی را فعال کرده apoptosome 

تشکیل شده داده و کاسپازها فعال می شوند.

n4) اگر سلول از محرکهای بقا و کمکی محروم شود در نتیجه نفوذ پذیری غشا میتوکندری افزایش ودر نهایت سیتوکروم C آزاد و سیگنال مرگ را آغاز می کند.

 

nعوامل ضد مرگ سلولی
-پروتئینی طبیعی در سلول است که مانع  تشکیل   apoptose می شود.

  (دو نوع پروتئین Bcl2و Bcl-xl وجود دارد)

-پروتئین ترشحی میتوکندری ضدپروتئین Bcl ، در نتیجه فعالیت Bcl را مهار کرده و سبب تشکیل apoptose شده و مرگ سلولی آغاز می شود.

 

Extrinsic Pathway Receptor Dependent

 

nویژگی ها
)  در اثر اتصال لیگاندها به پذیرنده های مرگ از جمله fas آغاز می شود.

) fas یک پروتیین غشایی kD 36 موجود در سلولهای لنفاوی و بسیاری سلولهای دیگراست که با اتصال آنتی بادی اختصاصی در غشا سلولی  باعث القا مرگ می شود

 

 Fas ligand یک پروتئینی 3 زیرواحدی است که اگر بطور مکرر با آنتی ژن تحریک شود در سلول T ساخته می شود.
)  fas-Fas ligand باعث فعال شدن کاسپاز ها شده و مسیر مرگ سلولی فعال می شود.
 
)  کاسپاز 8 می تواند روی Bid اثر گذاشته و آن را هدایت به سمت میتوکندری کرده و باعث رها سازی Cyt C و فعال شدن کاسپاز 3و9 می گردد.

) در اثر فعال شدن Fas ligand ،به سطح سلول هدایت و شکسته می شود و به شکل محلول در داخل گرانولهایی آزاد می شود.

)این گرانولها دارای پروتئاز   granzyme  و

 pore forming protein یا Perforin  وجود دارد.)

) در مکانیسم دیگر Tcytotoxic، Fas ligand را بیان می کند و متصل به سلول هدف می شود.

این اتصال باعث انتقال پرفورین از Tcell  و granzyme از طریق Pore وارد سلول هدف

می شود و باعث فعال سازی عوامل مرگ سلول از جمله کاسپازها خواهد شد.

 اندامک های مداخله گر در مرگ سلولی

 

nمیتوکندری :
nتغییرات میتوکندری :
-ماتریکس میتوکندری آپوپتوتیک متراکم شده و تخریب قابل

  ملاحظه ای در غشای خارجی میتوکندری دیده نمی شود.

-اتفاقات اولیه در خلال مرگ سلولی به وسیله فاکتور نکروزدهندة تومورها (TNF) خوشه ای شدن میتوکندریها وتجمع آنها در اطراف هسته (بجای پراکندگی) است .

الف-  برای تولید مقادیر زیادی ATP است، جهت فرایندهای انرژی خواه، در خلال آپوپتوزیس ضروری می باشد.
ب) برای تسهیل در امر جابجایی پروتئینهای میتوکندریایی (AIF )به داخل هسته .
 

nازاد شدن Cyt C ودر نتیجه فعال نمودن کاسپازها .
n  آزاد شدن پروتئین Bax,Bak سبب تغییرنفوذ پذیری غشا میتوکندری  و فعال شدن سیگنالهای مرگ .

     ( پروتئین Bcl2و Bcl-xl مانع عمل Bax و Bakمی شوند.)

     Endonuclease Gپروتئاز مستقل از کاسپاز باعث قطعه قطعه کردن DNA می شود

n Apoptosis inducing factor (AIF) که در بین دو غشا میتوکندری و نقش

 oxido reductase را ایفا می کند ولی به محض رها سازی از بین دو غشا وارد هسته شده و فعال

  می شود.

Cathapsin  لیزوزومی باعث رها سازی AIF  مستقل از مسیر Caspase می شود.

 

n- دوفرضیه برای علت این تغییر مکان که در اثر عمل ناقص کانیزین ها رخ می دهد، وجود دارد.
الف) تجمع خوشه ای میتوکندری در نزدیکی هسته،

  ب) رها سازی سیتوکروم c به عنوان نقطه مرکزی آپوپتوزیس می باشد .

n. Cyt-c به عنوان کوفاکتور همراه با 1Apaf-
nApoptotic protease activating factor-1)) و پروکاسپار9 باعث شروع فعالیت آبشار کاسپازها می شود . 
لیزوزوم
ترشحات: Cys protease Cathapsin B,L
      Asp protease Cathapsin D
      کاتاپسین B

- کاتاپسین B با انتقال به هسته در مرگ سلولی شرکت می کنند.

-  پروتئازهای لیزوزومی بطور غیرمستقیم باعث غیرطبیعی شدن عمل میتوکندری و آزاد سازی پروتئینهای میتوکندری می گردد.

-  پروتئازهای لیزوزومی بطور غیر مستقیم کاسپازها را شکسته وآنها را  فعال می کنند.

 

شبکه آندوپلاسمی

ER سنسور مهم استرس سلولی است که مانع از سنتز پروتئین و متابولیسم برای حفظ هموستازی سلول شود.
üاگر به ER آسیب برسد درپاسخ به آن

 unfolded protein response ساخته شده و باعث شروع مرگ سلولی می شود.

آزاد کردن کلسیم در بخش سیتوزولی ER (به حالت غیر فعال) به سیتوپلاسم باعث فعال شدن کاسپاز 12 شده در نتیجه مرگ سلولی شروع می شود.

  

ER stress باعث القا نفوذپذیری غشا میتوکندری شده و بنابراین باعث فعال شدن مسیر کلاسیک آپوپتوز می شود.
در اثر ER stress کلسیم آزاد شده از ER یک دسته از پروتئین های سیتوزولی بنام calpain فعال می شوند که باعث القا مرگ سلولی می گردد.

عوامل مهارکننده يا پیشبرنده مرگ سلولی

 

 ارتباط CD28-B7 باعث فعال شدن پروتئین ضد apoptose،( Bcl ) می گردد. 
      به Bcl-2 متصل و مانع فعالیت آن شده و باعث القا مرگ سلولی می گردد.
  آنتاگونیست Bcl-2 است مرگ سلولی را القا می کند.
 مرگ سلولی از مسیر fas-Fas ligand را پروتئینی به نام Flip مهار می کند.

نقش مرگ سلولی در زندگی موجودات زنده

 

nکنترل اندازه‌ی بدن واندامهای موجودات زنده با سه فرآیند

   اساسی است:

nرشد سلولی
nتقسیم سلولی

مرگ سلولی

nکنترل اندازه‌ی بدن واندامهای موجودات زنده با سه فرآیند اساسی است:
nرشد سلولی
nتقسیم سلولی

مرگ سلولی

 

nفاکتورهای رشد: محرک سلول برای رشد (افزایش توده‌های سلولی) با تحریک سنتز و از بین بردن پروتئین ها و ماکروملکول‌ها. .

در جراحت PDGF) Platelet derived growth factor) توسط پلاکت‌های خون باعث تقسیم سلولی و ترمیم بافت می‌شود.
بسیاری از PDGFها می‌توانند به عنوان فاکتور رشد نیز عمل کنند.
فاکتورهای بقا: تحریک بقای سلول با جلوگیری از مرگ سلولی.
مصرف چای سبز پیشگیری از مرگ سلولی

nبیماران مبتلا به سوریازیس(آسیب DNA در مقابل  نور UVA ) با استعمال موضعی، تقریباً به طور کامل ارتیمای ناشی از نور UV را حذف مي‌کند و همچنین آسیب‌های DNA وارد شده توسط نور UV نیز تا حدود زیادی برطرف مي‌شود.
nچای سبز فولیکول‌های موهای سطح پوست بدن را نیز در مقابل آپوپتوز  (مرگ برنامه ریزی شده ) ناشی از تابش پرتو گاما محافظت مي‌کند.
nاپی گالو کاتچین 3-گالات  (EGCG) یکی از معروف‌ترین پلی‌فنل‌های موجود در برگ‌های چای سبز است .

 

 
nبیان پروتئین کاسپاز 14 در سطح پایینی انجام مي‌شود و همین امر مسئول تمایز  ناقص ‌اين سلول‌ها مي‌باشد .
n می توان از ترکیب EGCG در القاي بیان کاسپاز 14 و درمان بیماری سوریازیس و حتی درمان سایر بیماری‌های پوستی که به نوعی به تمایز سلول‌های پوست مربوط مي‌شوند، کمک گرفت .
مصرف زردچوبه در پیشگیری از مرگ سل
 
nکورکومین در دوزهای خاصی باعث القاء آپوپتوزیس در بسیاری از سلولهای سرطانی شده و اغلب باعث توقف این سلولها در فاز G2 میتوز می شود.
nتوقف سلولها در فاز G2 آنها را نسبت به اثرات سیتوتوکسیک رادیوتراپی حساس تر می کند. القاء آپوپتوزیس در اثر افزایش بیان کاسپازهای مختلف بخصوص کاسپازهای 3 و 8 و 9 در سلولهای سرطانی رخ می دهد.
nکورکومین با مهار پروتئازوم باعث فعال شدن کاسپاز 9 می گردد.

 

nاثرات ضدباکتریائی، ضدویروسی و ضد قارچی کورکومین نیز ممکن است بخاطر اثرات آن روی القاء آپوپتوزیس در باکتریها، قارچها و سلولهای آلوده باشد.
nکورکومین روی آزاد شدن سیتوکروم C، تولید رادیکالهای آزاد و ثبات P53 موثر بوده و اثرات مرگ سلولی نشان می دهد.
n میتوکندریها نیز نقش مهمی در پرولیفراسیون سلولها و آپوپتوزیس دارند. کورکومین باعث افزایش نفوذپذیری غشاء میتوکندریها می شود و نظیر سایر مهارکننده های پروتئازوم روی سلولهای در حال پرولیفراسیون اثر قوی تری نسبت به سلولهای تمایز یافته دارد.

 

مثال هایی از پدیده مرگ سلولی

 

nایجاد انگشت در دست و پا
n افتادن دم قورباغه
n چوب پنبه‌ای شدن تنه درخت

 ایجاد بافت‌هایی مانند اسکلرانشیم
بیماریهای ناشی از نقص مرگ سلولی

 

nپارکینسون
n هانتینگتون

 آلزایمر

 

مرگ سلولی در گیاهان

nتشكيل شدن آوندهاي چوبي
n از بين رفتن سلول هاي آلورون در غلات
n ايجاد پاسخ فوق حساسيت HR

(hypersensitive response) در نتيجه حمله عوامل بيماريزا

n پير شدن برگ ها
nپیر شدن گل ها
n تشكيل بافت آئرانشيم

 عوامل موثر در مرگ سلولی گیاهان

 

nانواع اكسيژن فعال (ROS)
n تركيبات NO
NO و نقش آن در هومئوستازي آهن
nهورمون ها
nساليسيليك اسيد (SA)
nاتیلن
nانتقال سیگنال کلسیم
nپاسخ فوق حساسیت

تغییرات مورفولوژیکی مرگ سلولی گیاهان

 

nواكوئله شدن
nتغيير تراوايي غشا
nشكسته شدن كروموزوم ها

نقش انواع اكسيژن فعال (O, OH, Ho)
(Reactive Oxygen Species

 

nبا توليد سوپراكسيد خارج سلولي و انجام فرآیند اكسيداتيو، غشاء سلول غير قطبي شده و الكتروليت ها تجزيه مي شوند.
nتوليد تركيبات (reactive oxygen species) ROS خارج سلولي با توليد تركيبات ROS در درون سلول همراه است .
n تولید تركيبات ROS خارج سلولي تحت تاثیرآنزيم هاي پراكسيداز متصل به ديواره سلول و نيز آنزيم NADPH اكسيداز متصل به غشاء پلاسمايي نقش انجام می شود .

 H O  خارج سلولي مي تواند سبب افزايش رونوشت ژن HSR203 (نشانگر شناسایی فرآیند HR ) در درون سلول شود

نقش سیگنال NO

 

NO مرگ سلولي ناشي از (reactive oxygen specis) ROS را تشديد مي كند .

NO به همراه H O  خارج سلولي به صورت تشديد كننده عمل كرده و مرگ سلولي را تا ده برابر افزايش مي دهند.

No و نقش آن در هموستازی آهن

 

nافزایش آهن به فرم آزاد در سلول سبب تولید راديكال هاي هيدروكسيل ، H O و O شده و افزايش ناگهاني آهن آزاد موجب ايجاد تنش هاي اكسيداتيو در فرايند HR مي شود .
n تبديل آهن آزاد به فرم فریتین سبب تنظيم ابزار ژن در سطح DNA انجام مي دهد.
n تركيباتي مانند 9 _NOC و1 _SIN بعنوان دهنده NO نقش بازدارندگي بر آنزيم آكونيتاز دارند.
 NO با تاثير بر آكونيتاز سيتوزولي آن را به پروتئين تنظيم كننده سطح آهن آزاد (IRP) تبديل مي كند .

 

نقش هورمون هاي گياهي 

 

nتزریق جيبرليك اسيد (GA) به پروتوپلاست و سلول هاي آلورون دانه غلات سبب مرگ آنها مي شود .   
nواكوئله شدن سلولهاي آلورون تسريع مي گردد .
nدر تراوايي غشاء پلاسمايي (PM) تغييراتي ايجاد مي شود و قابليت اتساع سلول از بين مي رود .
n بيان ژن رمز كننده آنزيم آلورائين بوسيله ABA كنترل

مي  شود، تظاهر و فعاليت اين آنزيم در جهت مرگ سلول هاي آلورون بسيار مهم است.

نقش سالیسیلیک اسید (SA)

SA در سنتز يكي از دو پروتئين كيناز وابسته به ميتوژن MAPKs (Mitogen activated protein kinase) نقش اساسي دارد. اين پروتئين در توليد فرآیند HR مؤثر است .
nدر بافت آلوده به ويروس TMV  بيشترين مقدار SA در نواحي نزديك تر به سلول هاي نكروز وجود دارد، که مي تواند سيگنال هاي مقاومتي را در گياه فعال كند .

  

واکنشهای وابسته به ROS با تولید مقادير زياد SA به سرعت سبب تخريب ميتوكندري مي شود .
 احتمالا اسيد ساليسيليك نقش خود را در دو فرايند ايفاء مي كند :

1) افزايش توليد H O  

  2) عدم بيان سيستاتين            

(فرايند اخير با افزايش حساسيت سلول به پراكسيد ، در غلظت هاي كم H O سبب مرگ آن مي شود .)

نقش اتیلن

 

تشكيل بافت آئرانشيم در ريشه از اولين نشانه مرگ سلول توسط  اتيلن است .

(آئرانشيم ، نسج ثانويه يا پوست تغيير يافته گياهان آبي و داراي حفره هاي بزرگ داخل سلول است .)

 وجود پيش ماده سنتز اتيلن بنام آمينو سيكلوپرويان  كربوكسيليك اسيد (ACC) موجب مرگ سلول هاي اپيدرم درگیاهان غوطه ور در آب مي شود .

(به كمك بازدارنده هاي اتيلن مي توان از مرگ سلولها جلوگيري كرد  .)

نقش انتقال سیگنال کلسیم

 

پروتئين كينازهاي حاوي مركز فعال شبه كالمودوليني (Calmodulin _like domain protein kinases ) CDPKs هستند كه از طريق نظام آبشاري فسفريله كردن، پروتئين ها را فعال مي كنند .
هنگام ايجاد پاسخ هاي مقاومتي پروتئين CDPKs فعال شده و احتمالا در پاسخ به افزايش سطح كلسيم سيتوزولي موجب فعال شدن NADPH اكسيداز  مي شود .

نقش مرگ سلولی
- پاسخ فوق حساسیت (HR)
- پیری گیاهان

-ایجاد سرعت عمل زیاد برای مقابله با بیماریهای گیاهی است.
-تولید پروتئین های حاصل از ژنهای پیری كه گياه را از آسيب هاي اكسيداتيو ناشي از يونهاي فلزي و اختلالات ذخيره اي و انتقالي آنها محافظت مي كنند .
نوشته شده در سه شنبه 6 دی1390ساعت 23:1 توسط م.پ|

در تاریخ ۳/۱۰/۹۰ کارگاه نقد و بررسی در اداره ی آموزش و پرورش برگزار شد.

در این جلسه تعدادی از همکاران شرکت کردند و فرم های مربوط به کتب درسی مورد بحث و بررسی

قرار گرفت و نتایج آن ثبت شد.

از همکارانی که در این جلسه شرکت کردند تشکر و قدردانی می شود.

خانم ها:

دهقانی-فتوت-فتاحی-مزدجو-سعیدی

آقایان:

تقی پوران-مظفری-کبودانیان

نوشته شده در سه شنبه 6 دی1390ساعت 22:33 توسط م.پ|



قالب جدید وبلاگ پیچك دات نت