O que é cariólise? - Ciência - 2023

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ocariólise É uma das alterações que se identificam nos núcleos das células quando morrem por noxa ou por danos externos, como por hipóxia (fornecimento insuficiente de oxigênio) ou substâncias tóxicas.

Seu nome deriva do grego karyon, que significa "núcleo" e lise, que pode ser interpretado como "atenuação" ou dissolução "; portanto, o termo cariólise significa literalmente "apagamento do núcleo".

Esse fenômeno ocorre durante o estágio de necrofanerose, como picnose e cariorrexe, e pode ser a única alteração nuclear ou estar incluído em um continuum que começa com picnose, passa pela cariorrexe e termina na cariólise.

Como na cariorrexe, a alteração nuclear antecede as alterações citoplasmáticas e o processo como um todo é acompanhado por inflamação da matriz extracelular, algo característico da necrose e que pode ser considerada uma diferença fundamental com a apoptose, na qual não há existe o complemento inflamatório.

A cariólise ocorre pela ação de enzimas nucleares que em condições normais ajudam a desenrolar e fragmentar o DNA para que seja transcrito, mas em condições de morte celular por noxa (necrose), elas começam a desintegrar o núcleo em sua totalidade.

Enzimas nucleares

As enzimas do núcleo celular são múltiplas e muito específicas, sendo vitais para a fisiologia do DNA e do RNA.

Como os genes e cromossomos se estruturam formando a cromatina, é praticamente impossível que ocorra a transcrição e replicação do DNA, pois se trata de uma cadeia contínua, extremamente longa e com uma conformação espacial tridimensional muito complexa.

A fim de facilitar o processo de replicação e transcrição, as enzimas nucleares "cortam" o fragmento de DNA a ser transcrito, permitindo assim que o RNA seja acoplado a uma cadeia linear de ácido desoxirribonucléico com início e fim muito claros.

Também conhecidas como “fosfodiesterases”, as enzimas nucleares são capazes de clivar ligações fosfodiester, peças-chave na estrutura dos ácidos nucléicos, ao mesmo tempo que regulam os níveis intracelulares de AMP e GMP cíclico.

Classificação de enzimas nucleares

Dependendo do local onde as endonucleases exercem seu efeito, elas são classificadas em duas grandes categorias: nucleases e ligases.

Até agora, os efeitos das enzimas de nuclease, responsáveis por “cortar” os pedaços de DNA para permitir sua replicação, foram descritos grosseiramente, porém, uma vez que a transcrição de um fragmento de DNA foi concluída, ele deve ser reintegrado em da grande fita do ácido desoxirribonucléico a que pertence e também fazê-lo em uma posição específica.

É aí que entram em jogo as "ligases", enzimas capazes de "grudar" em seu lugar uma cadeia de DNA previamente clivada pelas fosfodiesterases.

O delicado equilíbrio entre nucleases e ligases permite que a integridade do material genético seja mantida, de forma que, quando a atividade de uma enzima supera a outra, problemas podem ser previstos.

Tipos de nuclease

Para entender o papel da fosfodiesterase na cariólise, é fundamental conhecer os diferentes tipos existentes, pois são eles os responsáveis por todo o processo.

Nesse sentido, as ligases praticamente não têm função, na verdade sua atividade é cancelada, impossibilitando a reversão do processo iniciado pelas nucleases.

Assim, de acordo com o local onde exercem sua ação, as nucleases são divididas em:

- Endonucleases

- Exonucleases

- Endonucleases de restrição

Além das enzimas capazes de clivar o DNA (também conhecidas como DNases), no núcleo também existem enzimas com a capacidade de "cortar" e modelar segmentos de RNA, sendo essas conhecidas como ribonucleases ou RNases.

Embora essas enzimas sejam importantes na fisiologia normal da célula, durante o processo de necrose elas desempenham um papel secundário.

Endonucleases

Endonucleases são enzimas capazes de cortar as cadeias de DNA de sua extremidade livre, ou seja, são capazes de separar o DNA em qualquer ponto da cadeia.

As endonucleases podem cortar o DNA aleatoriamente em qualquer região sem corresponder a uma sequência de nucleotídeos particular.

Endonucleases de restrição

As endonucleases de restrição são um tipo muito especial de endonucleases, capazes de identificar uma sequência de bases específica para cortar a fita de DNA naquele ponto específico.

Eles são classificados em três grupos: Tipo I, Tipo II e Tipo III.

As endonucleases de restrição do tipo I requerem ATP para funcionar (consumindo energia) e são capazes de clivar até 1000 pares de bases da sequência de reconhecimento.

Por sua vez, a versão mais simples das endonucleases de restrição é o Tipo II; Em um processo que não requer energia, essas enzimas são capazes de cortar o DNA em comprimentos variáveis da sequência de restrição.

Por fim, as endonucleases de restrição do tipo III, em um processo que também consome energia (ATP), cortam a cadeia de DNA em pequenos fragmentos que não ultrapassam 25 pares de bases a partir do ponto de reconhecimento (restrição).

Exonucleases

Por fim, exonucleases são aquelas enzimas capazes de cortar o DNA de uma extremidade livre da cadeia, ou seja, são enzimas especializadas em cadeias lineares de DNA previamente clivadas por endonucleases.

Assim, o termo ENDOnuclease refere-se à capacidade da enzima de cortar a fita de DNA dentro (ENDO = dentro), enquanto EXOnuclease indica que a enzima pode cortar apenas o DNA na extremidade livre (EXO = fora) .

A atividade sincronizada e harmônica de todas essas enzimas permite processos complexos de replicação e transcrição de genes; No entanto, durante a necrose, esse equilíbrio é perdido e o DNA começa a se fragmentar até que apenas seus componentes básicos livres e desorganizados permaneçam, o que é sinônimo de morte celular.

Fisiopatologia da cariólise

Conhecendo o grande número de enzimas presentes no núcleo, bem como a forma como exercem sua função, não é difícil inferir a fisiopatologia da cariólise.

Tudo começa como uma perda da homeostase entre as enzimas nuclease e as ligases, sendo o efeito da última em muito excedido pela primeira; isto é, mais DNA é destruído do que pode ser reparado.

No primeiro caso, as endonucleases cortam uma longa cadeia de DNA em pequenos fragmentos, que são posteriormente reduzidos por outras endonucleases.

Finalmente, os fragmentos mais curtos são lisados de suas extremidades por exonucleases até que não haja mais vestígios de material nuclear organizado, que foi decomposto enzimaticamente.

Achados em microscopia de luz

Na microscopia de luz, as células que sofreram cariólise apresentam-se totalmente rosadas (eosinofílicas), impossibilitando a identificação de material nuclear corado de roxo.

Em alguns casos, uma mancha evanescente ou "fantasma" pode ser vista na área onde antes estava o núcleo da célula, mas em geral a cor predominante será o rosa, porque não há mais estruturas nucleares organizadas capazes de capturar a hematoxilina.

Referências

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