Sitokin

Sitokin, hayvan ve bitki hücrelerince üretilen, hücrelerin birbirleriyle iletişimini sağlayan protein ve peptidlerin bir grubudur. Hücre yüzeyi sitokin reseptörleri aracılığıyla görevlerini yaparlar. Yangı (enflamasyon) ve bağışıklık reaksiyonlarında, aktif lenfositler, makrofajlar, endotel, epitel ve konnektif dokular tarafından oluşturulurlar. Salınımları geçicidir. Sitokinler, hücrelerdeki reseptörlere bağlanarak hücre çoğalmasını uyarırlar.
Sitokin ailesi başlıca suda çözünebilir küçük proteinlerin ve glikoproteinlerin (şeker zinciri eklenmiş proteinler) 8 ila 30 kDa'lık birimlerini içerirler. Hormonlar ve nörotransmitterler gibi işlev görürler, fakat hormonlar özgül organlardan kana salınır ve nörotransmitterler nöronlarca üretilirken, sitokinler bazı hücre tiplerince salınırlar. Bağışıklık sistemindeki temel rolleriyle sitokinler, çeşitli immünolojik, enfeksiyonöz ve enflamasyon hastalıklarında salınırlar. Bununla beraber, tüm fonksiyonları bağışıklık sistemiyle sınırlı değildir, embriyogenezde bazı gelişimsel süreçlerin bazı basamaklarında da görülürler.
Bağışıklık sistemi bir patojenle savaşırken, sitokinler, T hücresi ve makrofajlar gibi bağışıklık sistemi hücrelerini sinyal verir ve enfeksiyon bölgesine gitmeleini sağlarlar. Uygulamada, sitokinler daha fazla sitokin üretmeleri için onları uyarırarak bu hücreleri etkinleştirirler.
Sitokinler oldukça çeşitli hücreler (hemopoietik ve non-hemopoietik hücrelerin hepsi) tarafından üretilirler ve hücrelerin civarlarında veya canlının bütün heryerinde etkili olabilirler. Bu etkiler bazen diğer kimyasal ve sitokinlerin bulunmasına oldukça bağlıdır.




Her sitokin özgül bir hücre yüzeyi reseptörüne bağlanır. Sonra hücreiçi sinyallemenin kaskadları hücre fonkisyonlarını değiştirir. Bu, diğer moleküller için reseptör yüzeylerinin sayısının artması ya da dönüt uyarılmasıyla kendi etkilerinin baskılanmasını, diğer sitokinlerin üretilmesiyle sonuçlanan bazı genlerin üst ve/veya alt düzenlemesini ve onların transkripsiyon faktörlerini içerebilir.
Hücrece verilen bir sitokinin kısmen etkisi, onun hücre dışı bolluğuna, hücre yüzeyindeki tamamlayıcı reseptörün çokluğuna ve sunumuna, reseptör bağlamasının sinyallerinin aşağıakımla etkinleştirmesine bağlıdır, bu son iki faktör hücre tipince değişebilir. Sitokinler oldukça "fazla" olmalarıyla tanımlanırlar, bu yüzden bazı sitokinler benzer fonksiyonları paylaşıyor görünmektedir. Fonksiyonları genelleştirme sitokinklerde mümkün değildir; herşeye rağmen, etkileri şu şekilde gruplandırılabilir:

• otokrin, sitokin, onu salgılayan hücre üzerinde etkiliyse,
• parakrin, sitokin salgısının yakınları hızlı şekilde bu hareketle sınırlandırılıyorsa,
• endokrin, sitokin vücudun uzak bölgelerine farklı dokuları etkilemek amacıyla (kan ya da plazmayla taşınıp) yayılırsa.

Öyle görünüyorki, sitokinlerin antikorları bağlamasıyla oluşan bağışıklık etkisi, tek başına bir sitokinden daha güçlü olarak kısırdöngü gibi görülmektedir.
Sitokinlerin fazla uyarılması "sitokin patlaması" olarak bilinen tehlikeli bir sendromu tetikleyebilir, bu, klinikal TGN1412 duruşması sırasında bazı ters olayları nedeni olabilir.

Adlandırma
Sitokinler, lemfokinler, interlökinler ve kemokinler gibi fonkisyonlarına, salgılalamadaki hücrelere veya işlev hedeflerindeki farklılıklara göre isimlendirilmişlerdir. Çünkü sitokinler farkedilir derecede çoklukları ve pleiotropizmle ayırt edildikleri gibi, istisnalara da izin verilir, eskilerine oranla az gelişmiştir. karakterize edilirler. Because cytokines are characterized by considerable redundancy and pleiotropism, such distinctions, allowing for exceptions, are obsolete.

• İnterleukin terimi, araştırmacılar tarafından önceleri genellikle beyaz kan hücrelerine hedeflenen bu sitokinler için kullanılmıştır. Artık geniş anlamda günden güne keşfedilen daha yeni sitokin moleküllerinin tarifi ve bunların tahmin edilen işlevlerindeki küçük ilişkileri anlatmak için kullanılmaktadır. Bunların çok büyük derecesi T hücrelerince üretilmektedir.

• Kemokin terimi ise, sitokinlerin, hücreler arasında kemotaksiye aracılık eden özgül bir grubuna için kullanılmaktadır. IL-8 (interlökin-8) interlökin olarak isimlendirilmiş tek kemokindir.

Sınıflandırma

Yapı
Yapısal benzerlik kısmen fazlalığı çarpıcı derecede göstermeyen sitokinler arasında ayırt edebilir, bu yüzden 4 tip olarak gruplandılırılar:

• dört α-sarmal zincirli aile - Üyesi olan sitokinler, dört alfa sarmal zincirli üç boyutlu yapıya sahiptir. Bu aile sırayla 3 alt aileye bölünür:
  1. IL-2 altailesi
  2. interferon (IFN) altailesi
  3. IL-10 altailesi
  Bu altailelerden ilki en büyük olan gruptur. Eritropoietin (EPO) ve trombopoietin (THPO) gibi bazı non-immünolojik sitokinleri içerir. Ayrıca, dört α-sarmal zincirli sitokinler uzun-zincirli ve kısa-zincirli olarak da gruplandırılabilirler.
• IL-1 ailesi, öncelikle IL-1 ve IL-18 içerir.
• IL-17 ailesi, henüz tam olarak tanılanmamıştır, üye sitokinler sitotokisk etkenlerin neden olduğu T hücrelerinin proliferasyonunu artırtmada özgül bir etkiye sahiplerdir.
• Kemokinler.

İşlevleri

Klinikte ve tecrübe edilmiş pratikte immünolojik sitokinlerin, proliferasyonu ve yardımcı T hücrelerinin işlevselliğini arttıranlar tip 1 ( IFN-γ vb.) ve tip 2 (IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β, vb.) olarak ayrı ayrı bölen sınıflandırmanın daha yararlı olduğu ispatlanmıştır. Bu altkümelerin birindeki sitokinlerin diğerinin etkilerini baskılamaya meyilli olarak bulunması ilginçtir. Bu eğilimin otoimmün hastalıkların patojenitesinde bir rolü olabileceği düşüncesiyle yoğun çalışma altındadır.


Sitokin Reseptörleri
Geçtiğimiz yıllarda sitokin reseptörleri, kısmen önemli özelliklerinden ve kısmen savunmanın bir sitokin reseptörüyle doğrudan ilişkili olmasıyla malum bağışıklık savunma halini zayıflatmasından dolayı araştırmacılar tarafından sitokinlerin kendisinden daha fazla dikkat noktası haline gelmiştir.
Bu bakımdan ayrıca sitokinlerin çokluk ve pleiomorfizimi, gerçekte onların benzer reseptörlerinin bir sonucudur, bazı yazarlar sitokin reseptörlerinin sınıflandırılmasında daha çok klinik ve deneyimlerin kullanılmasının yararlı olduğu görüşündedirler.
Sitokinlerin bir sınıflandırılması onların üç boyutlu yapıları üzerinedir. Sınıflama, görünüşte rutindir, cazip farmakoterpotik hedefler için bazı benzersiz görüş açılarını sağlar.

• İmmünoglobulin (Ig) süper ailesi, günümüzde omurgalıların vücut ve bazı doku hücrelerinde herzaman bulunarak ve antikorlarla, hücre yapışma molekülleri, ve hatta bazı sitokinlerle yapısal bir benzerliği paylaşırlar. Örneğin; IL-1 reseptör çeşitleri.

• Hemopoietik Büyüme faktörü (tip 1) ailesi, hücre dışı amino asit alanlarından saklı kesin motifler içerirler. X-SCID'in doğrudan x-bağlantılı şekli olan bazı diğer sitokinlere özgü γ-zinciri yetmezliği IL-2 reseptörü bu zincire aittir.
• Interferon (tip 2) ailesi, üyeleri IFN β ve γ için reseptördür.
• Tümör nekroz faktörü (TNF) (tip 3) ailesi üyeleri, hücre dışı sistein-zenginleştirilmiş bağlama alanını paylaşır ve CD40, CD27 ve CD30 gibi bazı diğer non-sitokin ligandları içerirler, ligandlar TNF ailesi olarak isimlendirilirler.
• Yedi transmembran heliks ailesi, bütün hayvanlar aleminde hepsinde bulunan reseptör çeşididir. Bütün G-protein eşli reseptörler (hormonlar ve transmitterlerde) bu aileye aittir. Kemokin reseptörlerinin HIV'i bağlayan ikisi CXCR4 ve CCR5de bu ailede yer almaktadır.

Sitokininler, bitki hücresinin bölünmesini uyaran faktörleri bulmak için yapılan çalışmalar esnasında bulunmuştur. Bu maddelerin hücre bölünmesi yanında birçok fizyolojik olayı kontrol ettiği gözlenmiştir. Bu etkiler arasında koparılmış organlarda senesensin kontrolü, kotiledonların genişlemesi, besin maddelerinin taşınımı, kloroplast olgunlaşması, morfogenesisin kontrolü sayılabilir. Kısaca sitokininler bitkide birbiriyle ilişkisi olmayan birçok görevi yerine getirir.

Sponsorlu Bağlantılar

Kinetinin Keşfi

F. Skoog 1945-1955 yıllarında, kültüre aldığı tütün öz dokusunun çoğalmasını başlatma ve artırma yeteneğinde olan birçok madde keşfetmiştir. Skoog yaptığı deneylerde vasküler dokularda tütünün öz hücrelerinin bölünmesini başlatan bir madde olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca DNA’yla yaptığı çalışmalarda DNA’dan izole ettiği bir maddemin oksin varlığında kültürde tütün öz parankimasının çoğalmasını uyardığını göstermiştir. Bu maddenin 6-fürfirilaminopürin olduğunu belirlemiş ve adına da kinetin denilmiştir.

Zeatinin Keşfi

C. Miller ve D.S. Letham birbirlerinden habersiz olarak olgun olmayan mısır tohumlarından kinetin ile aynı biyolojik etkiye sahip bir madde buldular. Bu madde oksin ile birlikte kültür ortamına eklendiği zaman olgun bitki hücrelerini uyarmıştır. Letham (1973), izole ettiği bu maddenin pürin olduğunu buldu ve zeatin olarak adlandırdı. Zeatin yüksek bitkilerde yaygın olarak bulunan bir sitokinindir.

Sitokininleri belirleme yöntemleri

Sitokininlerin belirlenmesinde HPLC, kütle spektroskopisi, immunolojik metotlar ve bioassaylerden oluşan metotlardan bir veya bir kaçı kullanılabilir. Gaz kromatografisi ve kütle spektroskopisi sitokinin seviyesinin ölçülmesinde büyük kolaylık sağlar.

Daha önceleri sitokinin belirlenmesi için sadece bioassayler kullanılırdı. Bununla birlikte hücre bölünmesi bioassaylerinin dezavantajı, sonuçları almak için bir aya yakın bir zamanın geçmesidir. Bu nedenle daha kısa bir sürede sitokinin miktarının belirlenmesi için yukarıdaki belirtilen hassas metotlar geliştirilmiştir.

Bağlı ve serbest sitokininler

Tabii olarak sentezlenen sitokininler bitkilerde ve bazı bakterilerde serbest moleküller olarak ya da bağlı moleküller olarak bulunabilirler.

Serbest sitokininler angiospermlerin geniş bir grubunda, alglerde, diatomlerde, bryophyta (karayosunları), pteridophyta (eğreltiler) ve koniferlerde bulunmuştur. Zeatin tabii olarak meydana gelen ve bol miktarda bulunan serbest bir sitokinindir.

Sitokininlerin bir kısmı bitkilerde tRNA’ya bağlı olarak bulunurlar. Canlı hücrelerde sitokininlerin kloroplast ve sitoplazmada oluşturuldukları hatta mitokondride de sentezlenebileceği tahmin edilmektedir.

Belirli bakteriler de serbest sitokinin salgılayabilirler. Bazı bakteri ve funguslar yüksek bitkilerle yakından ilişkilidir. birçok durumda bu mikroorganizmalar önemli miktarda sitokinin salgılar ve üretirler veya bitki hücrelerinin hormon sentezlenmesine neden olurlar. Bitki dokularının bu organizmalarla enfeksiyonu sonucu bitki dokularında büyümeyi uyarırlar.

Sitokininlerin biyosentezi

Sitokininler hem serbest hem de tRNA’ya bağlı olarak bir formda meydana gelirler. Serbest olarak sentezlenen sitokininlerin oluşum yolu hakkında çok az şey bilinir. Burada mevalonik asitten türevlenen izopentenilpirofosfat (IPP) adenine taşınır ve hidroksilasyon reaksiyonlarıyla sitokinin oluşur.

Sitokininlerin fizyolojik etkileri

Bitki hormonlarının tek başlarını da çalıştıkları pek sık görülen bir durum değildir. Bazen tek bir hormonun uygulanmasıyla bir cevap meydana gelebilir. Fakat bu cevaba dokuda bulunan endogonik hormonlar katkıda bulunabilir. Sitokininler yüksek bitkilere uygulandığı zaman fizyolojik, metabolik, biyokimyasal ve gelişimler birçok olayı uyarabilirler. Sağlam bitkilerdeki bu olayların düzenlenmesinde sitokininlerin rol alması muhtemeldir.

Hücre devrinin kontrolü

Ökaryotlardaki hücre devri farklı biyokimyasal ve sitolojik olayla ilgili olan kompleks bir yapıdır. Aktif olarak büyüyen meristemlerde olduğu gibi bölünen bir hücre populasyonunda hücre boyutu sabit kalır yani bir hücre oluştuktan sonra tekrar bölünmeden önce sitoplazmik organel kütlesini iki katına çıkarır. Sitoplazmik kütledeki büyümenin çoğunluğu G1 fazında meydana gelir oysa nükleusun diğer birimlerinin ve DNA replikasyonu S fazında meydana gelir.

Bitki hücre devrinde iki kontrol noktası vardır: Birisi DNA replikasyonunun başlamasını diğeri ise mitozun başlamasını düzenler. Bitki hücreleri DNA’larını replike etmeden önce veya replike ettikten sonra bölünme devrini durdurabilirler.

Kültüre alınmış dokularda oksin/sitokinin oranı morfogenesisi düzenler

Kinetinin keşfinden sonra kültüre alınmış tütün öz segmentleri veya kallus dokuları kültür ortamındaki oksin/sitokinin oranına bağlı olarak kök ve gövdeleri meydana getirdiği gözlenmiştir. Oksinin kinetine oranla yüksek seviyesi kök oluşumunu uyarır oysa sitokinin oranının yüksek olması gövde oluşumunu uyarır. Ara seviyelerde bu dokular farklılaşmamış kallus olarak büyürler.

Sitokininler hücre farklılaşmasında ve bitki doku kültürlerinde organogenesisde önemli rol oynar. Buradaki etkileri, ortamdaki nispi IAA ve GA konsantrasyonuna bağlıdır. Bu konudaki bilgiler çeşitli oranlarda sitokinin, oksin ve giberellik asit bulunan ortamda büyütülen tütün kültürlerinden elde edilmiştir.

Sitokininler senesensi geciktirir ve besin mobilizasyonunu uyarır

Sitokininlerin en iyi anlaşılan etkisi yapraklardaki senesens olayını geciktirmesidir. Bitkiden koparılan yapraklar nemli ve minerallerin olduğu bir ortamda muhafaza edilse bile yavaşça klorofil, RNA, lipit ve proteinlerini kaybederler. Bu ölüme yol açan yaşlanma prosesi senesens olarak adlandırır. Sadece bir yaprak sitokininle muamele edilirse yapraklar yeşil kalır ve aynı yaşa sahip diğer yapraklar ise sararır ve bitkiden ayrılır. Hatta bir yaprak üzerindeki küçük bir alan sitokininle muamele edilirse o alan yeşil kalır ve bununla birlikte yaprak üzerindeki diğer dokuların senesensi devam eder. Sitokininler sağlam bitki üzerine püskürtülürse etkisi gayet tesirli olabilir.

Sitokininler kloroplast olgunlaşmasını başlatır

Tohumların büyük çoğunluğu karanlıkta çimlenebilmesine rağmen karanlıkta büyüyen fidelerin morfolojisi, ışıkta büyüyen fidelerinkinden çok farklıdır. Karanlıkta büyüyen fideler etiol olarak adlandırılır. Etiol fidelerin internodları çok uzamış, yaprakları genişlememiş ve kloroplastları olgunlaşmamıştır. Işıkta çimlenen fidelerde kloroplastlar embriyoda mevcut proplastidlerden direkt olarak olgunlaşırlar. Bununla birlikte etiol fideler ışıklandırıldığı zaman ancak etioplastlar kloroplastlara olgunlaşabilir. Eğer etiol fideler önce sitokinin ile muamele edilirse çok daha geniş granalara sahip kloroplast oluştururlar.

Lateral tomurcuklar üzerindeki etkisi

Sitokininler tarafından lateral tomurcuklanmanın başlatılması, apikal dominansinin kaldırılmasıyla sağlanır. Bu olayda sitokininler ile oksinler arasında bir antogonizm olduğu düşünülmektedir. Sitokininin oksine oranla yüksek olduğu zaman lateral tomurcuk gelişmesi başlatılır. Lateral tomurcuklar bazı sitokininleri kendileri de sentezler fakat sentezlenen bu miktarın oksinin inhibitör etkisini aşmak için yetersiz olduğu bulunmuştur. Dıştan uygulanan sitokininler dormant olan birçok tohumda çimlenmeyi uyardığı gözlenmiştir.

Sitokininler hücre genişlemesini uyarırlar

Sitokininler belli doku ve organlardaki hücre genişlemesini uyarır. Bu etki ayçiçeği, kabak, hardal gibi yapraklı kotiledonlara sahip dikotiledonlarda açıkça görünmektedir. Sitokinin muamelesi, kotilendonların kuru ağırlığında artma olmaksızın hücre genişlemesini başlatır.

Sitokininlerin etki mekanizmaları

* Bitki hücreleri sitokinin bağlayıcı proteinler içerir.
* Sitokininler protein sentezini düzenler.
* Sitokininler Lemna’da Posttranskripsiyonel adımı engeller.
* tRNA’daki sitokininler protein sentezini düzenleyebilirler.
* Sitokininler sitoplazmadaki kalsiyum konsantrasyonunu düzenler.