Fulltext

CELL SUICIDE OR PROGRAMMED CELL DEATH

انتحار الخلايا أو موت الخلايا المبرمج

M. M. Elsahookie مدحت مجيد الساهوكي --- أيوب عبيد الفلاحي --- F. W. Abdalqahar فدوى وليد عبد القهار

Iraqi Journal of Agricultural Science مجلة العلوم الزراعية العراقية
ISSN: 00750530/24100862 Year: 2009 Volume: 40 Issue: 3 Pages: 1-26
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

Via mitochondrial genes, eukaryotes: such as plants, animals, human and yeast have evolved ways of cellular suicide that are known as Programmed Cell Death (PCD). In multicellular organisms, the organized destruction of cells is important in development and immunity and for forming body and specific organ shapes, as well as for removing superfluous, unwanted, damaged or infected cells. Furthermore, disfunction of PCD could lead to various diseases in humans, including cancer and several degenerative diseases. Two characterized systems for the study of plant PCD are those of the Hypersensitive Response (HR), which is often observed during plant–microbe interactions, and the development of tracheary elements in the xylem of vascular plants. A simplified depiction of the sequence of cytological events that take place during these forms of plant PCD is contrasted with those of "apoptosis", the well studied form of animal PCD. The "clean" process of apoptosis effectively contains the contents of the dead cell for removal by other cells and avoids activating an inflammatory response in animals. In the case of HR-associated cell death and the terminal differentiation of tracheary elements, the contents of the dying cells are not engulfed by other cells. In addition, the "corpse" of the dead cell is held in place by the cell wall, and for mature tracheary elements, the cell wall is reinforced during the early phase of PCD and carries out the essential function of mechanical support and transport after autolysis. The final collapse of the vacuole immediately precedes nuclear DNA fragmentation, which occurs at late stages of the cell death process before the final autolysis of the cell. These "key" characteristics therefore distinguish plant PCD from that of classic apoptosis and indicate that specialized features and pathways have probably evolved to control and execute the death program in plant cells. Taxonomy of all forms of PCD based on inhibitors, activators, and identified biochemical pathways involved in each form of PCD, and that should offer new insight into cell death associated with various disease states, and ultimately introduce new therapeutic approaches in human and animals. In plants, and by controlling PCD mechanism, the system capacity constant could be increased, and ultimately, the economic yield.

طورت جميع الكائنات الحقيقية النواة كالنبات والحيوان والإنسان والخمائر وبفعل جينات مايتوكوندريا الخلية، طرائق للانتحار الخلوي عرفت بموت الخلايا المبرمج (Programmed Cell Death=PCD). يعد تدمير الخلايا المنظم في الكائنات المتعددة الخلايا ضرورياً للتطور والمناعة و لتشكل الجسم وتحديد الشكل الخاص بالعضو، فضلاً عن التخلص من الخلايا الزائدة وغير المرغوب فيها و المتضررة. من جهة أخرى، إن تعطل برنامج موت الخلايا المنظم قد يؤدي إلى إصابة الإنسان بالعديد من الأمراض ، منها السرطان وعدد من الأمراض الانحلالية . شُخِص نظامان لدراسة الموت المبرمج في الخلية النباتية، وهما استجابة فرط التحسس (Hypersensitive Response=HR) التي تلاحظ عادةً لدى حدوث تداخلات بين الكائنات المجهرية وأنسجة الكائن الحي، والآخر هو تطور العناصر الناقلة في خشب النباتات الوعائية. إن التصوير المبسط لتسلسل الأحداث الخلوية التي تحصل خلال تلك الأشكال من (PCD) في النبات تعد مغايرة لما يحدث في ظاهرة (Apoptosis)، وهي الشكل الحيواني النهائي لموت الخلايا المبرمج، التي أخضعت للعديد من الدراسات. يتم في عملية الابوبتوسس "النظيفة" احتواء مكونات الخلايا الميتة ليتم بعد ذلك إزالتها بواسطة خلايا أخرى، ولتجنب حدوث التهابات في الحيوان. أما في حالة موت الخلايا المتعلق باستجابة فرط التحسس (HR) والتمايز النهائي للعناصر الناقلة، فلا يتم فيهما الإحاطة بمحتويات الخلايا الميتة من قبل الخلايا الأخرى. فضلاً عن ذلك يتم الاحتفاظ "بحطام" الخلايا الميتة في مكان ما من قبل جدار الخلية، وبالنسبة لعناصر النقل الناضجة يتم تدعيم جدار الخلية في المرحلة الأولى من (PCD) فيؤدي وظيفته الأساسية في توفير الدعم الآلي والنقل بعد حدوث التحلل الذاتي. يسبق الانهيار الأخير للفجوة مباشرة تجزئة DNA النواة الذي يحدث في المرحلة الأخيرة من عملية موت الخلية وقبل التحلل الذاتي لها، لذا فان هذه الخصائص المفتاحية تُميّز (PCD) في النبات عن الابوبتوسس الموجود في الحيوان، كما تبين أن هناك سمات ومسالك خاصة قد طورت للسيطرة على تنفيذ برنامج موت الخلايا النباتية. يعتمد تصنيف جميع أشكال موت الخلايا المبرمج على كل من مثبطات ومحفزات تلك العملية، فضلا عن المسالك الكيموحيوية المشخصة ضمن كل شكل من تلك الأشكال، مما سيسلط المزيد من الضوء على موت الخلايا المرتبط بمختلف الحالات المرضية وبالتالي تقديم طرائق علاجية جديدة في الإنسان والحيوان، أما في النبات فيمكن بالسيطرة على آلية PCD زيادة ثابت مقدرة النظام فزيادة الجزء الاقتصادي المطلوب من ذلك النبات.