Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorKemik Dokusu ve Ossifikasyon

Kemik dokusunun gelişimi (ossifikasyon) sürecinde mezenşimal hücrelerin osteoblastik soya farklılaşması, bir dizi transkripsiyon faktörünün ardışık aktivasyonu ile kontrol edilir. Bu moleküler yolakta Runx2 (CBFA1CBFA1) ve Osterix (Sp7Sp7) en kritik düzenleyicilerdir.

Embriyogenez sırasında mezenşimal hücrelerde Runx2 ekspresyonunun normal olduğu, ancak genetik bir mutasyon nedeniyle Osterix proteininin işlevsel olarak sentezlenemediği bir deney modelinde, iskelet sistemi gelişimi ile ilgili gözlenmesi beklenen en olası durum aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Mezenşimal yoğunlaşmalar oluşur ve hücreler preosteoblast aşamasına kadar ilerler, ancak fonksiyonel osteoblastlar gelişemediği için hem intramembranöz hem de endokondral kemikleşme durur.Cevap
  2. B
    Runx2 varlığı intramembranöz kemikleşme için yeterli olduğundan kafatası yassı kemikleri normal gelişir, ancak uzun kemiklerin epifiz plağı üzerinden boyca uzaması gerçekleşmez.
  3. C
    Mezenşimal hücreler osteoblastik yolak yerine doğrudan Sox9 kontrolündeki kondroblastik yolağa sapar ve tüm iskelet yapısı mineralize olmamış hiyalin kıkırdaktan oluşur.
  4. D
    Osteoblastlar normal şekilde oluşur ve osteoid sentezler, ancak matris vesiküllerindeki alkalen fosfataz eksikliği nedeniyle kalsifikasyon gerçekleşmez ve mineralize olmamış yumuşak bir iskelet oluşur.
  5. E
    İntramembranöz kemikleşme ile primer kemik dokusu oluşur, ancak osteoklast farklılaşması bozulduğu için primer kemiğin sekonder (lameller) kemiğe dönüşümü ve yeniden yapılanması engellenir.

Cevap

Mezenşimal hücrelerin preosteoblast aşamasına kadar ilerlediği ancak Osterix eksikliği nedeniyle fonksiyonel osteoblastların ve dolayısıyla hiçbir kemik dokusunun oluşamadığı seçenek doğrudur.
Doğru yanıt olan seçenek, kemik dokusu gelişimindeki moleküler hiyerarşiyi tam olarak yansıtmaktadır. Osterix (Sp7Sp7), Runx2Runx2'nin aşağı akışında yer alan bir transkripsiyon faktörüdür. Runx2Runx2 varlığında mezenşimal hücreler preosteoblast aşamasına kadar farklılaşabilir, ancak OsterixOsterix eksik olduğunda bu hücreler osteoid (kemik matrisi) sentezleme yeteneğine sahip 'matür osteoblast' aşamasına geçemezler. Sonuç olarak, kemik dokusunun ne intramembranöz ne de endokondral yolla oluşması mümkün olur. Bu durum, deneysel nakavt (knock−outknock-out) çalışmalarında kemikleşmenin tamamen yokluğu ile kanıtlanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Mezenşimal hücre farklılaşma yolağının analiz edilmesi.
Mezenşimal Hücre →\rightarrow (Runx2) →\rightarrow Preosteoblast →\rightarrow (Osterix) →\rightarrow Osteoblast →\rightarrow Kemik Matrisi.
Kemikleşmenin başlaması için hücrelerin bu moleküler basamakları sırayla geçmesi gerekir.
2
Runx2 (CBFA1) fonksiyonunun değerlendirilmesi.
Mezenşimal hücrelerin osteoprogenitor/preosteoblast aşamasına geçişi sağlanır.
Runx2, osteoblastik soya giriş için 'ana şalter' görevi görür.
3
Osterix (Sp7) eksikliğinin etkisinin belirlenmesi.
Farklılaşma preosteoblast aşamasında tıkanır.
Osterix, Runx2'den sonra devreye giren ve osteoid sentezleyecek 'matür' osteoblastın oluşumu için mutlak gerekli olan downstream faktördür.
4
Kemikleşme tipleri ile ilişkilendirme.
Hem intramembranöz hem de endokondral kemikleşme fonksiyonel osteoblastlara ihtiyaç duyduğundan, her iki süreç de durur.
Matris sentezi olmadan kemikleşme türü ne olursa olsun kemik dokusu oluşamaz.

Anahtar Kavram

Osteoblastik farklılaşmada Runx2 ve Osterix'in ardışık rolü

Alternatif Yöntem

Hücre farklılaşmasını bir merdivene benzetebiliriz: Mezenşimal hücre merdivenin başında, Runx2 ilk basamak (preosteoblast), Osterix ise ikinci basamaktır (osteoblast). İkinci basamak kırık (eksik) ise, merdivenin tepesine (kemik oluşumu) ulaşılamaz.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Kemik Dokusu ve Ossifikasyon

Bu konudan daha fazla soru