Olmak ya da Olmamak! Programlı Hücre Ölümü(Apoptoz) Nedir?

Mezarlıklarda karşımıza çıkan “Her canlı ölümü tadacaktır” yazısını hepimiz okumuşuzdur. Doğrudan ya da dolaylı olarak aklımıza ilk gelen kişinin hayati fonksiyonlarının geri döndürülemeyecek şekilde son bulması olurken; henüz anne rahmindeyken, otururken kalkarken, yemek yerken vücudumuzda gerçekleşen doğal ölümleri(apoptosis), doğumları(mitozis), savaşları, kaldırılan cenazeleri(oyuncular mononükleer fagositik sistem unsurlarıdır) bilmeyiz ya da göz ardı ederiz.

Programlanmış hücre ölümü ya da apoptoz gelişimin normal bir parçasıdır, evrimsel seçilime maruz kalabilen dinamik bir süreçtir. Ölümün bir ikinci tipi, nekroz, toksik maddelere maruz kalma ya da aşırı oksidatif stres gibi dış faktörler nedeniyle meydana gelen patolojik bir ölümdür(Son yıllarda araştırmacılar; mitotik katastrofta, anoikis, eksitotoksis gibi apoptoz ve nekroz fizyolojisine/morfolojisine uygun olmayan ölüm yolları keşfetmiştir).

Kangrene bağlı nekrozlu bir dokudan alınan bir kesit

Nekrozu çok sağlıklı bir insanın araba çarpması sonucu hayatını kaybetmesine benzetecek olursak, bu durumda apoptoz yaşlı bir insanın nihayetinde ölmesi olacaktır.
Nekroz için bir ağacın yapraklarının kasıtlı olarak kesilmesi dersek, apoptoz sonbahar geldiğinde bazı hormonların etkisinde ağaçların yapraklarını dökmesidir diyebiliriz. Zaten “apoptoz” Yunanca ağaçtan düşen yaprak veya çiçekten ayrılan petal anlamına gelir. Aynı zamanda apo: ayrı, ptosis: düşme demektir.

Peki ya apoptoz tam olarak nedir? Canlılar neden apoptoza ihtiyaç duyar?

Prokaryot ve ökaryot organizmaların yaşamı ortak kısımlardan oluşur: doğum, büyüme, yaşlanma ve ölüm. Yaşamın sürdürülebilmesi için doğumun ve ölümün sayısal dengesi çok önemlidir. Burada devreye apoptoz yolakları girer.

Caenorhabditis elegans

Apoptoz ile ilgili ilk çalışmalar, Caenorhabditis elegans nematodu (ip kurdu) üzerinde yapılmıştır. Bu nematodlarda 3 gen (ced-3, ced-4, ced-9) apoptozu kontrol eder. Deneysel ablasyon metoduyla (genlerin tek tek inaktive edilip işlevinin anlaşıldığı bir yöntem) ced-3 ve ced-4 ün ölüm emri veren “intihar” genleri olduğu, ced-9 un ise ölüme karşı koyan bir gen olduğu anlaşılmıştı. Daha sonraki çalışmalarda bu genlerin insandaki homologları tespit edildi (Ced-3; kaspazlar, Ced-4; Apaf1, Ced-9; Bcl-2).

Apoptoz mekanizması, ekstrinsik(hücre dışı sinyaller) ve intrinsik(hücre içi sinyaller) sinyallerle aktive olur. Her iki yolda da kaspazlar görev alır.

Hücre içi sinyallere; DNA hasarı, pH azalması, hücre bölünme evrelerinde oluşan hasarlar örnek olarak verilebilir.
Hücre dışı sinyallere; ölüm reseptör aktivasyonu, sitotoksik T lenfosit(vücudumuzun katil hücreleri), UV maruziyeti, kemoterapötik ilaçlar örnek olarak verilebilir.

Embriyonel evrede apoptoz mekanizmalarınızda en ufak bir hata gerçekleşmiş olsaydı, vücudunuzda neler olurdu?


El ve ayak parmaklarınızın arasında tıpkı ördeklerdeki gibi perdeler olacak, beyin gelişiminizi tamamlayamayacaktınız. Vajinal boşluğa ve orta kulağa sahip olmayacak, hatta ve hatta erken embriyonel dönemde ekspresyonu primatlardan miras olarak kalmış olan bir kuyruğa sahip olacaktınız!

Kuyruk tomurcuğu erken embriyonel dönemde oluşur fakat daha sonra apoptoz mekanizmalarıyla yok edilir. Bu mekanizmalarda aksaklıklar oluşan insan bebeklerinde kısa bir kuyruk yapısı oluştuğu gözlenmiştir.

Apoptozun normal beyin gelişimini nasıl etkilediğiyle ilgili bir çalışmada farelerde kaspaz-9 geni nakavt edilmiştir. Kaspaz-9 genleri işlevsiz hale getirilen farelerde normal sinirsel apoptozun meydana gelmesi başarısız olur.

Kaspaz-9 geni işlevli, yabanıl tipte fare(normal)
Kaspaz-9 geni nakavt edilmiş fare
Genişlemiş beyin yüzden dışarı çıkıntı yapar, ekstremiteler hala perdelidir.
Etkileri 13.5’inci günde alınan önbeyin kesitleriyle doğrulanmıştır. Nakavt farede kalınlaşmış ventrikül duvarı ve ventriküllerin hemen yakınında tıkanma gösterir.

Gelişen dişte, mine boğumu tarafından faktörler salgılanır. Tepe noktaları geliştikten sonra, mine boğumu BMP-4 (kemik morfojenik faktörü) sentezler ve apoptoz ile kendini kapatır. Yani normal dişlere sahip olmamızı bile -tek olmasa da- bu mekanizmaya borçluyuz.

Burada kısaca ve indirgenmiş haliyle anlatılmış olsa da normal apoptotik süreçler oldukça karmaşık ve hızlı gerçekleşir. Örneğin sağlıklı bir yetişkinseniz bu yazıyı okuduğunuz bu gün boyunca 100 milyar hücrenizi kaybettiniz! Üstelik bir yıl boyunca normal hücre ölümüyle kaybettiğimiz hücrelerin kütlesi, tüm vücut ağırlığımıza yakın. Her bir ölümde yüzlerce molekülün, sinyal ve ölüm yolaklarının var olduğunu ve şimdiye kadar bunların bizde görece sorunsuz işlediğini düşündüğümüzde ölüme teşekkür ediyoruz. Seneca 2000 sene önce apoptozu bilemezdi ama biz biliyoruz;
Ey hayat! Ölüme şükret, seni, onun yüzünden seviyorum./ L. A. Seneca

Bilgiyi Yay
Doğa ve bilim aşığı; moleküler psikiyatri ve zooloji meraklısı, bir elinden kalemi diğer elinden paleti düşmeyen bir biyolog adayı
Bu yazıyı beğendin mi?
30

Bir Cevap Yazın