البيولوجيا وعلوم الحياة

كيفية حدوث عملية “الموت المبرمج للخلية”

2013 آلات الحياة

د.ديفيد س. جودسل

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الموت المبرمج للخلية كيفية حدوث عملية الموت المبرمج للخلية البيولوجيا وعلوم الحياة

تتسب الخلايا التي يحدث بها جروح خطيرة في الكثير من الفوضى وعدم النظافة عند موتها.

فهي تنتفخ ثم تنفجر، وتنسكب محتوياتها إلى خارج الخلية لتصل إلى أماكن غير مناسبة. ومن الممكن أن يحدث تلف «للجسيمات المحللة»(Lysosomes)  (وهي حُجيرات صغيرة تقوم بعمليات التحليل والهضم بالخلية)، بحيث تطلق إنزيماتها المدمرة.

ويستجيب الجسم بتأجيج منطقة الحدث بخلايا مناعية تقوم بالكفاح من أجل تنظيف المكان بدون إحداث تلف كبير في النسيج المحيط السليم.

 

وللتغلب على مشكلة الفوضى وعدم النظافة، فإن خلايانا مبرجمة بطريقة تجعلها تقوم «بالإنتحار» بشكل سريع ونظيف.

وهذه العملية، والتي يُطلق عليها «الموت المبرمج للخلية» (Programmed Cell Death) أو (Apoptosis) (شكل 1.7)

تسمح للخلية بتفكيك نفسها بطريقة منظمة مع إخبار الجهاز المناعي بأنها مستعدة لكي يتم إعادة تدوير مكوناتها، وتقوم الخلايا بتحفير «الموت المبرمج» للعديد من الأسباب المختلفة.

 

فعلى سبيل المثال، عند حدوث تلف بالخلية، أو حدوث كسر في عدة أماكن من الـ "دنا"، أو إصابة الخلية بفيروس ، فإن الخلية تدخل في حالة «الموت المبرمج» ولكن «الموت المبرمج للخلايا» له أهميته ايضاً في التطور. فعلى سبيل المثال، فإن أصابع أقدامنا تم تكوينها ونحن أجنة بمساعدة «الموت المبرمج للخلايا».

ففي البداية يتم تكوين جزء ملحق بالقدم يكون مستوى الشكل ولكنه يشبه زعنفة السمكة، ثم تموت بضع مناطق صغيرة من الخلايا بطريقة نظيفة مما يؤدي إلى انفصال وظهور أصابع القدم.

وتحدث عملية مشابهة مع ذيل فرخ الضفدع (شرغوف) وذلك أثناء نضج الفرخ وتحوله إلى ضفدع، ويلعب «الموت المبرمج للخلايا» دوراً مهماً أيضاً في حمايتنا من السرطان ، حيث يتم إجبار الخلايا التي تظهر نمواً شاذاً على الموت.

 

وبالطبع ، فإنه لا بد من وجود ضوابط وتوازنات على هذا النظام القاتل. حيث يجب أن تتأكد الخلايا من قيامها بعملية «الموت المبرمج» فقط في حالة وجود ضرورة تامة لحدوث ذلك.

ويتم التحكم في «الموت المبرمج للخلية» بواسطة مجموعة من البروتينات الحاكمة التي تُعرف ببروتينات عائلة Bcl-2. وتعمل هذه البروتينات معاً على تقدير ما يمكن ان تكسبه أو تخسـره الخلية عند موتها في أي وقت.

حيث أن بعض هذه البروتينات تحافظ على حياة الخلية. وهذه البروتينات يزداد عددها وتتفوق على البروتينات الأخرى عندما تكون الخلية سليمة ومفيدة ، وهذا يعيق الإشارات التي تقود الخلية إلى القيام «بالموت المبرمج».

 

ولكن في حالة إستشعار حدوث تلف في الـ" دنا" أو عدوى بالخلية، أو انفصال الخلية عن جيرانها، فإن مجموعة ثانية من هذه العائلة البروتينية تصدر حكمها بموت الخلية.

تلعب الكاسبيسس (Caspases) دور «الجلاد» أو «المنفذ لحكم الإعدام النهائي» أثناء «الموت المبرمج للخلايا». فهي إنزيمات تقطيع البروتينات وتشبه في ذلك الإنزيمات التي تقوم بهضم غذائنا.

إلا أنها أكثر تخصصية من الإنزيمات الهاضمة، فأهداف الكاسبيسس تكون مختارة بعناية وذلك للسماح بتدمير دقيق للخلية،

 

حيث تتوقف عملية انقسام الخلايا نتيجةً لتدمير بروتينات رئيسية منظمة، كما أن تدمير إنزيمات البلمرة (Polymerases) يؤدي إلى إيقاف بناء أحماض نووية جديدة.

إضافةً إلى ذلك فإن البروتينات التركيبية، مثل «البروتينات الصفائحية» (Lamins) والتي تدعم الغشاء المحيط بالنواة يتم تقطيعها وتفكيكها.

 

وللإسراع في عملية تدمير الخلية، فإن «بروتينات الإلتصاق» (Adhesion Proteins) الموجودة على سطح الخلية يتم قطعها، مما يؤدي إلى تحرير الخلية من ارتباطها بجيرانها من الخلايا الأخرى.

وفي النهاية، فإن غشاء الخلية يتغير بشكل طفيف معطياً إشارة إلى النسيج المحيط بأن الخلية أصبحت جاهزة لكي يتم امتصاصها وإعادة تدوير مكوناتها.

 

شكل 5.7 الكاسبيسس (Caspases): تعمل الكاسبيسس بشكل نظامي على تفكيك البروتينات أثناء «الموت المبرمج للخلية».

بروتين الكاسبيس-9 هو أحد أنواع «الكاسبيسس البادئة» (Initiator Caspases) والذي يبقى في حالة غير نشطة بواسطة بروتين مثبط صغير، مبين باللون الأزرق.

وعند البدء في عملية «الموت المبرمج للخلية»، يتم إزالة هذا البرويتن المثبط ويقوم الكاسبيس بعمل كسـر صغير في العديد من جزيئات «الكاسبيس الفاعل» (Effector Caspase)، ومن أمثلتها الكاسبيس-3.

ثم تقوم «الكاسبيسس الفاعلة» بمهاجمة البروتينات بالخلية. كما تقوم هذه «الكاسبيسس الفاعلة» بتنشيط الآلات المدمرة الأخرى بالخلية، مثل إنزيم تحليل ال"دنا" (Deoxyribonuclease) المبين بالشكل.

ويعمل هذا الإنزيم على الإمساك بشـرائط ال"دنا" في منطقة «الأخدود الكبير» (Large Groove) عند القمة ثم يقوم بتقطيعها إلى قطع صغيرة (قوة التكبير: 5 ملايين مرة).

مجلة العلوم
‫‪الخلايا التائية لدى مرضى فيروس كورونا " تبشر بالخير" للمناعة طويلة الأمد
قلم:      ميتش ليزلي
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الخلايا التائية أو الخلايا T T cellsهي من أقوى أسلحة الجهاز المناعي، ولكن أهميتها في محاربة الفيروس سارس-كوف-2 SARS-CoV-2، لم تكن واضحة حتى الآن. حاليًا تظهر دراستان أن الأشخاص المصابين لديهم خلايا تائية تستهدف الفيروس، مما يساعدهم على الشفاء منه. كما وجدت كلتا الدراستين أن بعض الأشخاص الذين لم يصابوا قطُ بالفيروس سارس-كوف-2 يمتلكون هذه الدفاعات الخلوية، على الأغلب لأنهم أصيبوا من قبل ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أنظمة ذكاء اصطناعي تهدف إلى العثور على تفشيات فيروس كورونا
قلم:      أدريان تشو
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة

لم يكن البشر أول من أطلق الإنذار العالمي حول جائحة كوفيد-19 COVID-19 وإنما كان حاسوبًا. HealthMap، هو موقع على الإنترنت يشغله مستشفى بوسطن للأطفال Boston Children’s Hospital، يستخدم الذكاء الاصطناعي AI لمسح وسائل التواصل الاجتماعي، والتقارير الإخبارية، وعمليات البحث على الإنترنت، وغيرها من البيانات، بحثًا عن علامات على فاشيات مرضية. وفي تاريخ 30 ديسمبر 2019 اكتشف الموقع تقريرًا ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)