Programlanmış hücre ölümü

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.

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 etkilidir, arka planda işlem görürler ve PHÖ'nün ana tiplerini oluştururlar.

"Programlanmış hücre ölümü", 1964'te 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.

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.

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.

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.

Sosyal tabaka küfü Dictyostelium discoideum eğer uniselüler formundaysa avcı amipe benzer bir davranış sergilerken, gelecek nesli 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. kromozomunda saklanıp, ona ek bir anlam katar: apoptozisin özelliklerinden olan kaspaslara bağımlı olmayan gelişimsel PHÖ yolunun çalışmasına izin verir.

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 başlayan ilkel ökaryotikler için daha riskli ve zıt olarak proto-ökaryotik konaklarına saldırmalarıyla 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 günümüzden 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 var olan önemli bir ayrıntıdır.