Hücre Proliferasyon Markerları

Uz.Dr.Murat TOSUN,Dr.Emine TOSUN,Doç.Dr.Mustafa AVUNDUK

Türkiye Klinikleri Tıp Bilimleri Dergisi Cilt:21 Sayı:3 Haziran 2001 Sayfa:235-244

       Hücre proliferasyonunda etkin olan proteinlerin etkilerini ve etkiledikleri basamakları daha iyi anlamak için hücre siklusu ve mitoz kavramlarını açıklamak yerinde olacaktır.

Hücre siklusu:

Hücre siklusu hücrenin doğumundan kardeş hücrelere ayrılmasına dek olan değişimleri içine alan bir süreçtir. Işık mikroskobu ile en sık görülen hücre siklusu bulguları kromozom kondensasyonu, iğ iplikleri üzerine dizilmesi ve hücrenin ikiye ayrılmasıdır. Bu faz hücre siklusunun M fazı(=Mitoz fazı) adını almaktadır ve yaklaşık olarak 1-2 saat devam eder. Bununla birlikte, tam bir hücre siklusu erişkin dokularda bulunan hücrelerde 20-24 saate dek uzayan bir sürede gerçekleşmektedir. Bu süreç 4 basamağa ayrılabilir. Bunlar G₁,S, G₂ ve M fazlarıdır. G₁,S ve G₂ fazları kombinasyonu interfaz adını almaktadır. M fazı sonunda iki kardeş hücre ortaya çıkar ve her biri G₁ fazına girer. Bu dönemde diğer hücre siklusu için gerekli olan metabolitlerin çoğu üretilir. Aynı zamanda bu dönemde hücrenin bir daha bölünüp bölünmeyeceğinin kararı alınır. Eğer bölünmeyeceklerse hücreler G₀ adı verilen sessiz faza girerler. G₁ süresince hücreler  diğer bölünmeye girilmeyi uyaracak olan büyüme faktörlerine cevap verme aşamasındadır. Eğer cevap verilirse artık geri dönüş olmaz ve hücre bölünmeye başlar. Büyüme faktörleri aynı zamanda G₀’da bulunan hücreleri de uyararak hücre siklusuna girmeye zorlar. Bununla birlikte, tümör baskılayıcı genler (=tumor supressor genes) adı verilen proteinler hücre siklusunu G₁ fazında bloke eder. Bu nedenle G₁ fazı hücre bölünmesinin düzenlenmesinde çok önemli olan bir dönemdir. Onkogen adı verilen proteinler bu dönemde patolojik olarak bu düzenlenmeyi bozarak kontrolsuz hücre büyümesine neden olmaktadırlar. DNA replikasyonu S fazı süresince gözlenir ve bu dönem sonunda DNA içeriği 2 katına çıkar. G₂ fazı süresince hücre bölünmeye hazırlanır ve çekirdek zarı parçalanması ile bu dönem sona erer. S fazı 6, G₂ fazı 4 ve M fazı 2 saat gibi bir süre içinde tamamlanmasına karşın G₁ süresi çok değişkendir. Örneğin bu süre embryonik hücrelerde 2 saate kadar düşmesine karşın erişkinlerde 12 saatten daha uzun sürebilmektedir. ^1,2,3

Hücre siklus fazları arasındaki geçişlerin düzenlenmesi moleküler seviyede yapılan araştırmalar sonucu daha iyi anlaşılabilmiştir. G₁’den S fazına ve G₂’den M fazına geçişlerde cyclin adı verilen protein ailesi oldukça yüksek düzeylere çıkmaktadır. Diğer birçok benzer proteinlerde hücre siklusunun belirli dönemlerinde artma ve azalma gösterirler ki bu değişimler ve ilgili proteinler hücre proliferasyon markerları başlığı adı altında ileride incelenecektir.

Mitoz bölünme:

S fazında DNA çoğalması sonucu diploid hücrede DNA miktarı 2 katına çıkmak suretiyle tetraploid değerlere erişilir. Bu sırada kromozomlar hala diploid sayıdadır. Mitoz bölünme süresince tüm bu değerler yarıya inerek iki kardeş hücre arasında eşit olarak paylaşılır. Bu dönemde çekirdekte meydana gelen değişiklikler 4 fazda incelenir. Bunlar profaz,metafaz,anafaz ve telofaz’dır.

Profaz: İnterfaz süresince oldukça uzayan kromatin kısalıp kalınlaşır ve tanımlanabilir bir kromozom haline dönüşür. Her biri sentromere iki kromatidle bağlı durumdadır. Çekirdek dışında sentrioller ayrılır ve zıt hücre kutuplarına göç eder. Aralarında birbirine paralel mikrotübüller sentezlenerek merkezi iğ ve astral ışınsal uzantılar meydana gelir. İğ ve astral uzantılar bir arada aster adını alırlar. İğ ve iki adet aster biraraya gelerek akromatik figür veya diaster adı verilen yapıyı meydana getirir. Profaz devam ederken çekirdekçik kaybolur ve son olarak çekirdek zarı aniden dağılarak kromozomlar serbest kalır. Bu  dağılım anı profazın sonuna ait bulgudur.

Metafaz: Çekirdek zarı kaybolduktan sonra iğ mikrotübülleri hücrenin orta kısmına doğru uzanır ve kromozomlar ekvator üzerinde dizilir. Bu dönem prometafaz adını almaktadır. Kromozomlar  bu ekvatoryal plağa dizilir dizilmez hemen sentromerleri ile iğ mikrotübüllerine tutunur. Bu anda hücreye diğer kutuptan bakıldığında yıldız benzeri bir görünüm taşıdığı görülür.

Anafaz: Metafazdaki sentromer, çift bir yapıya sahiptir ve bu dönemde bölünerek yarıya indirgenir. Bu anda taşıdıkları kromatidlerde yarıya indikleri için orijinal sayıda kromozom her bir hücre için oluşmuş olur. Bu kromozomlar daha sonra her iki kutuba doğru çekilerler.

Telofaz: Anafaz kromozomlarının her bir hücrede gruplanmasının sonunda her iki hücrede diploid sayıda kromozom içeriği meydana gelir. Kromozomlar tekrar uzayarak incelirler ve çekirdek zarı tekrar şekillenir. Kromozomların uçlarında membranöz veziküller oluşmaya başlar ve çekirdekçik tekrar ortaya çıkar.

Tüm bu basamaklar sonunda mitoz bölünme tamamlanmış olup biri birine benzer iki kardeş hücre oluşmuş olur. Hücre bu dönemden sonra ya tekrar bölünmeye girmek için hazırlık yapmak üzere G₁ fazına girer veya istirahat fazı olan G₀ fazında kalarak hayatiyetini devam ettirir.^1,2,3

Hücre siklusu ve mitoz bölünme çok iyi kontrol edilmektedir. Bu kontrolun değişik tip proteinler tarafından sağlandığı bilinmektedir. Bu proteinler günümüzde başta immünohistokimyasal metodlarla olmak üzere tespit edilebilmekte ve bu sayede normal ve anormal dokuların ayrımı ve hatta anormal dokuların tiplendirilmesi gerçekleştirilebilmektedir. Bu proteinler hücre proliferasyon marker’ları adını alırlar ve bu marker’lara karşı geliştirilen antikorlar, immünohistokimyasal metodlar kullanılmak suretiyle, patoloji laboratuvarlarında teşhis amaçlı olarak da kullanılabilmektedir