Oksidatif stresin hücre döngüsü fazları üzerindeki etkileri
Effects of oxidative stress on cell cycle phases
Yazar: FULYA DAL
Danışman: PROF. DR. RÜSTEM NURTEN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Hücre döngüsü = Cell cycle ; Nekroz = Necrosis ; Oksidatif stres = Oxidative stress

Özet:
Oksidatif stres, reaktif oksijen türleri (ROT), reaktif nitrojen türleri (RNS) gibi oksitleyici ajanların hücre içerisindeki artışı ya da antioksidatif savunma mekanizmalarıyla oksidanlar arasındaki dengenin bozulması olarak tanımlanır. Oksidatif stresin zararlı etkilerine karşın canlı organizmaların geliştirdiği mekanizmalar arasında temel ve indüklenebilen antioksidanlar, katalaz ve süperoksit dismutaz (SOD) gibi oksidan savunma enzimleri, DNA onarım enzimleri ve hücre döngüsü kontrol noktaları sayılabilir. Hücre döngüsü kontrol noktası yanıtı, zarar verici ajanlara maruz kaldıktan sonra hücre döngüsü işleyişindeki duraksama olarak tanımlanabilir. Bu geçici duraksama bir bakıma tekrar hücre döngüsüne girip mitozu tamamlamadan önce hücrelere özellikle DNA hasarını onarma için verilen bir zaman dilimi olarak düşünülebilir.Bu bilgilerin ışığında, oksidatif stresin etkilerinin farklı hücre döngüsü fazları üzerinde belirlenebilmesi için, mimozin ve genistein kullanılarak insan eritrolösemi hücre dizisi (K562) senkron hale getirildi. Senkron hücreler, reaktif oksijen türlerinden biri olan hidrojen peroksit (H2O2) aracılığı ile farklı derişim ve sürelerde oksidatif strese maruz bırakıldı. Hücrelerin mitokondri membran potansiyellerindeki (??m) değişiklikler hücre döngüsünün farklı fazlarında (G1, S ve G2/M) analiz edildi. Senkronize edildikten sonra oksidatif strese maruz bırakılmış hücrelerde apoptoz ve nekroz, anneksin V - PI boyama yöntemi kullanılarak akım sitometri analizleriyle belirlendi. Oksidatif strese maruz kalmış asenkron hücreler ile senkron hücreler arasındaki mitokondri membran potansiyelindeki değişiklikler gösterildi. Apoptotik ve nekrotik hücrelerin belirlendiği çalışmalarda, asenkron hücreler ile senkron hücrelerin boyanmamış hücre, yalnız anneksin V ile boyanmış, yalnız PI ile boyanmış ve hem anneksin V hem de PI ile boyanmış hücre oranları belirlendi. Her iki analiz sonuçları da değerlendirilerek hücrelerin oksidatif stresin etkilerine S fazında dirençli, G2/M fazında ise 500 µM ve artan H2O2 derişimlerinde duyarlı oldukları belirlendi.

Abstract:
Oxidative stress can be defined as the increasement of oxidizing agents like reactive oxygen species and reactive nitrogen species or the imbalance between antioxidative defense mechanism and oxidants. Primary and inducible antioxidants, oxidant defense enzymes like catalase and superoxide dismutase (SOD), DNA repair enzymes and cell cycle checkpoints can be considered as the mechanisms of living organisms developed for the deleterious effects of the oxidative stress. Cell cycle checkpoint response can be defined as the arrest of the cell cycle functions after damaging chemical exposure. This temporary arrest can be thought as a period of time given to the cells to repair the DNA damage before entering the cycle again and completing the mitosis.In the view of such information in order to determine the effects of oxidative stress on several cell cycle phases, human erytroleuchemia cell line (K562) synchronized with mimosine and genistein. Synchronized cells were exposed to oxidative stress by hydrogen peroxide (H2O2), a reactive oxygen species, at several concentrations and times. Changes on mitochondria membrane potential (??m) of cells were analyzed at several phases of the cell cycle (G1, S and G2/M). After synchronization, to determine the apoptosis and necrosis, cells exposed to oxidative stress were stained with annexin V and propidium iodide and analyzed at flow cytometry. Changes in the mitochondrial membrane potential of synchronized and asynchronized cells which exposed to oxidative stress have been shown. Non stained, stained with annexin V, stained with PI and annexin V and PI stained cell rates were determined at apoptotic and necrotic cell studies. By evaluating both these analyze results, it has been shown that synchronized cells at S phase is resistant to the effects of the oxidative stress and synchronized cells at G2/M phase is sensitive to the effects of oxidative stress at 500 µM and above H2O2 concentrations.