كيفية حدوث عملية “الموت المبرمج للخلية”

2013 آلات الحياة

د.ديفيد س. جودسل

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الموت المبرمج للخلية كيفية حدوث عملية الموت المبرمج للخلية البيولوجيا وعلوم الحياة

تتسب الخلايا التي يحدث بها جروح خطيرة في الكثير من الفوضى وعدم النظافة عند موتها.

فهي تنتفخ ثم تنفجر، وتنسكب محتوياتها إلى خارج الخلية لتصل إلى أماكن غير مناسبة. ومن الممكن أن يحدث تلف «للجسيمات المحللة»(Lysosomes)  (وهي حُجيرات صغيرة تقوم بعمليات التحليل والهضم بالخلية)، بحيث تطلق إنزيماتها المدمرة.

ويستجيب الجسم بتأجيج منطقة الحدث بخلايا مناعية تقوم بالكفاح من أجل تنظيف المكان بدون إحداث تلف كبير في النسيج المحيط السليم.

 

وللتغلب على مشكلة الفوضى وعدم النظافة، فإن خلايانا مبرجمة بطريقة تجعلها تقوم «بالإنتحار» بشكل سريع ونظيف.

وهذه العملية، والتي يُطلق عليها «الموت المبرمج للخلية» (Programmed Cell Death) أو (Apoptosis) (شكل 1.7)

تسمح للخلية بتفكيك نفسها بطريقة منظمة مع إخبار الجهاز المناعي بأنها مستعدة لكي يتم إعادة تدوير مكوناتها، وتقوم الخلايا بتحفير «الموت المبرمج» للعديد من الأسباب المختلفة.

 

فعلى سبيل المثال، عند حدوث تلف بالخلية، أو حدوث كسر في عدة أماكن من الـ "دنا"، أو إصابة الخلية بفيروس ، فإن الخلية تدخل في حالة «الموت المبرمج» ولكن «الموت المبرمج للخلايا» له أهميته ايضاً في التطور. فعلى سبيل المثال، فإن أصابع أقدامنا تم تكوينها ونحن أجنة بمساعدة «الموت المبرمج للخلايا».

ففي البداية يتم تكوين جزء ملحق بالقدم يكون مستوى الشكل ولكنه يشبه زعنفة السمكة، ثم تموت بضع مناطق صغيرة من الخلايا بطريقة نظيفة مما يؤدي إلى انفصال وظهور أصابع القدم.

وتحدث عملية مشابهة مع ذيل فرخ الضفدع (شرغوف) وذلك أثناء نضج الفرخ وتحوله إلى ضفدع، ويلعب «الموت المبرمج للخلايا» دوراً مهماً أيضاً في حمايتنا من السرطان ، حيث يتم إجبار الخلايا التي تظهر نمواً شاذاً على الموت.

 

وبالطبع ، فإنه لا بد من وجود ضوابط وتوازنات على هذا النظام القاتل. حيث يجب أن تتأكد الخلايا من قيامها بعملية «الموت المبرمج» فقط في حالة وجود ضرورة تامة لحدوث ذلك.

ويتم التحكم في «الموت المبرمج للخلية» بواسطة مجموعة من البروتينات الحاكمة التي تُعرف ببروتينات عائلة Bcl-2. وتعمل هذه البروتينات معاً على تقدير ما يمكن ان تكسبه أو تخسـره الخلية عند موتها في أي وقت.

حيث أن بعض هذه البروتينات تحافظ على حياة الخلية. وهذه البروتينات يزداد عددها وتتفوق على البروتينات الأخرى عندما تكون الخلية سليمة ومفيدة ، وهذا يعيق الإشارات التي تقود الخلية إلى القيام «بالموت المبرمج».

 

ولكن في حالة إستشعار حدوث تلف في الـ" دنا" أو عدوى بالخلية، أو انفصال الخلية عن جيرانها، فإن مجموعة ثانية من هذه العائلة البروتينية تصدر حكمها بموت الخلية.

تلعب الكاسبيسس (Caspases) دور «الجلاد» أو «المنفذ لحكم الإعدام النهائي» أثناء «الموت المبرمج للخلايا». فهي إنزيمات تقطيع البروتينات وتشبه في ذلك الإنزيمات التي تقوم بهضم غذائنا.

إلا أنها أكثر تخصصية من الإنزيمات الهاضمة، فأهداف الكاسبيسس تكون مختارة بعناية وذلك للسماح بتدمير دقيق للخلية،

 

حيث تتوقف عملية انقسام الخلايا نتيجةً لتدمير بروتينات رئيسية منظمة، كما أن تدمير إنزيمات البلمرة (Polymerases) يؤدي إلى إيقاف بناء أحماض نووية جديدة.

إضافةً إلى ذلك فإن البروتينات التركيبية، مثل «البروتينات الصفائحية» (Lamins) والتي تدعم الغشاء المحيط بالنواة يتم تقطيعها وتفكيكها.

 

وللإسراع في عملية تدمير الخلية، فإن «بروتينات الإلتصاق» (Adhesion Proteins) الموجودة على سطح الخلية يتم قطعها، مما يؤدي إلى تحرير الخلية من ارتباطها بجيرانها من الخلايا الأخرى.

وفي النهاية، فإن غشاء الخلية يتغير بشكل طفيف معطياً إشارة إلى النسيج المحيط بأن الخلية أصبحت جاهزة لكي يتم امتصاصها وإعادة تدوير مكوناتها.

 

شكل 5.7 الكاسبيسس (Caspases): تعمل الكاسبيسس بشكل نظامي على تفكيك البروتينات أثناء «الموت المبرمج للخلية».

بروتين الكاسبيس-9 هو أحد أنواع «الكاسبيسس البادئة» (Initiator Caspases) والذي يبقى في حالة غير نشطة بواسطة بروتين مثبط صغير، مبين باللون الأزرق.

وعند البدء في عملية «الموت المبرمج للخلية»، يتم إزالة هذا البرويتن المثبط ويقوم الكاسبيس بعمل كسـر صغير في العديد من جزيئات «الكاسبيس الفاعل» (Effector Caspase)، ومن أمثلتها الكاسبيس-3.

ثم تقوم «الكاسبيسس الفاعلة» بمهاجمة البروتينات بالخلية. كما تقوم هذه «الكاسبيسس الفاعلة» بتنشيط الآلات المدمرة الأخرى بالخلية، مثل إنزيم تحليل ال"دنا" (Deoxyribonuclease) المبين بالشكل.

ويعمل هذا الإنزيم على الإمساك بشـرائط ال"دنا" في منطقة «الأخدود الكبير» (Large Groove) عند القمة ثم يقوم بتقطيعها إلى قطع صغيرة (قوة التكبير: 5 ملايين مرة).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]