Apoptoza este o moarte celulară controlată genetic. În prezent, au fost identificate un număr mare de gene care codifică substanțele necesare pentru reglarea apoptozei. Multe dintre aceste gene sunt conservate în cursul evoluției - de la viermi rotunzi la insecte și mamifere. Unele dintre ele se găsesc și în genomul de viruși. Astfel, procesele biochimice de bază ale apoptozei în diferite sisteme experimentale (studiile sunt efectuate pe viermi rotunzi și muște) sunt identice, prin urmare rezultatele studiilor pot fi transferate direct către alte sisteme (de exemplu, corpul uman).
Apoptoza poate fi reglementată:
Impactul factorilor externi
Apoptoza poate fi reglată prin acțiunea multor factori externi care duc la deteriorarea ADN-ului. Datorită apoptozei ADN nerecuperabile, se produce eliminarea celulelor potențial periculoase pentru organism. În acest proces, gena suprimantă tumorală p53 joacă un rol important. Activarea apoptozei este de asemenea cauzată de infecțiile virale, de întreruperea reglării creșterii celulare, de deteriorarea celulei și de pierderea contactului cu substanța țesutului înconjurător sau de bază. Apoptoza este apărarea corpului împotriva persistenței celulelor deteriorate, care pot fi potențial periculoase pentru un organism multicelulare.
Atunci când țesutul este stimulat de un mitogen, celulele sale devin o stare de activitate mitotică crescută, care este însoțită în mod necesar de o anumită activare a apoptozei. Soarta celulelor fiice (indiferent dacă supraviețuiesc sau suferă apoptoză) depinde de raportul dintre activatori și inhibitori ai apoptozei:
inhibitorii includ factori de creștere, matrice celulară, steroizi sexuali, unele proteine virale;
activatorii includ lipsa factorilor de creștere, pierderea asocierii cu matricea, glucocorticoizii, anumiți viruși, radicalii liberi, radiațiile ionizante.
Prin acțiunea activatorilor sau absența inhibitorilor, apare activarea proteazelor și endonucleazelor endogene. Acest lucru duce la distrugerea citoscheletului, fragmentarea ADN-ului și întreruperea funcției mitocondriale. Celulele se micșorează, însă membrana celulară rămâne intactă, totuși, deteriorarea acesteia duce la activarea fagocitozelor. Celulele moarte se descompun în mici, înconjurate de o membrană, fragmente, care sunt desemnate ca corpuri apoptotice. Nu apare reacția inflamatorie la celulele apoptotice.
Apoptoza morfogenetică este implicată în distrugerea diferitelor rudimente de țesuturi. Exemplele sunt:
distrugerea celulelor în spațiile interdigital;
moartea celulelor conduce la distrugerea excesului de epiteliu în timpul fuziunii proceselor palatine, când se formează un cer solid.
moartea celulelor în partea dorsală a tubului neural în timpul închiderii, care este necesară pentru a realiza unitatea epiteliului celor două laturi ale tubului neural și a mezodermei asociate.
apoptoza Gistogeneticheskaja observate în timpul diferențierii țesuturilor și organelor, care se observă, de exemplu, în diferențierea dependent hormonal al organelor genitale ale primordia tesut. Astfel, masculii de celule Sertoli in hormon sintetizat testis fetale care provoacă regresie conducte Muller (din care femeile sunt formate trompelor uterine, uter si vagin superior) prin apoptoza.
Apoptoza apoftozei este implicată în îndepărtarea structurilor rudimentare în embrion, de exemplu pronephros.
Pentru stări diferite, pot fi observate atât accelerarea, cât și decelerarea apoptozei. În ciuda faptului că apoptoza poate activa diverși factori caracteristici pentru anumite tipuri de celule, cu toate acestea, calea finală a apoptozei este reglată de gene bine stabilite și este comună, indiferent de cauza activării apoptozei.
Toți factorii care cresc sau scad apoptoza pot acționa direct asupra mecanismului morții celulare sau indirect, prin influențarea reglării transcripției.
În unele cazuri, impactul acestor factori asupra apoptozei este critică (de exemplu, dependente de glucocorticoizi timocitelor apoptotice), iar în altele este lipsită de importanță deosebită (de exemplu, Fas - și apoptoza dependentă de TNF). Un număr mare de substanțe iau parte la procesul de reglementare. Cele mai studiate dintre ele sunt substanțe din familia bcl-2.
Gena Bcl-2 a fost descrisă pentru prima dată ca o genă care este translocată în celulele limfomului folicular și inhibă apoptoza. În studii suplimentare, sa dovedit că Bcl-2 este un multigen, care se găsește chiar și în viermi rotunzi. Genele omoloage au fost, de asemenea, detectate în unele virusuri. Toate substanțele care aparțin acestei clase sunt împărțite în activatori și inhibitori ai apoptozei.
Inhibitorii includ: bcl-2, bcl-xL, Mcl-1, bcl-w, E1B 19K adenoviral, BHRF1 virusul Epstein-Barr.
Activatorii includ bax, bak, Nbk / Bik1, Bad, bcl-xS.
Membrii acestei familii interacționează între ei. Unul dintre nivelurile de reglare a apoptozei este interacțiunea protein-proteinei. Proteinele din familia bcl-2 formează atât homo- cât și heterodimeri. De exemplu, inhibitorii bcl-2 pot forma dimeri cu activatori bcl-2. Astfel, viabilitatea celulelor depinde de raportul dintre activatori și inhibitori ai apoptozei. De exemplu, bcl-2 interacționează cu bax; cu prevalența primei, crește viabilitatea celulei, cu excesul celui de-al doilea, scade. În plus, proteinele din familia bcl-2 pot interacționa cu proteine care nu aparțin acestui sistem. De exemplu, bcl-2 se poate lega de R-ras, care activează apoptoza. O altă proteină, Bag-1, sporește capacitatea bcl-2 de a inhiba apoptoza.
În prezent, se consideră că genele implicate în reglarea creșterii și dezvoltării tumorale (oncogene și gene supresoare tumorale) joacă un rol de reglare în inducerea apoptozei. Acestea includ:
bcl-2 oncogene, care inhibă apoptoza cauzată de hormoni și citokine, ceea ce conduce la o creștere a viabilității celulare;
Proteina bax (de asemenea, din familia bcl-2) formează dimeri bax-bax, care sporesc acțiunea activatorilor de apoptoză. Raportul dintre bcl-2 și bax determină sensibilitatea celulelor la factorii apoptotici și este un "comutator molecular" care determină dacă se va produce creșterea sau atrofia tisulară.
c-myc oncogene, al cărui produs proteic poate stimula apoptoza sau creșterea celulară (în prezența altor semnale de supraviețuire, de exemplu, bcl-2)
Gena p53, care în mod normal activează apoptoza, dar când este mutată sau absentă (așa cum este detectată în unele tumori) crește supraviețuirea celulelor. S-a stabilit că p53 este necesar pentru apoptoza atunci când celula este deteriorată de radiațiile ionizante, dar nu este necesară pentru apoptoza cauzată de glucocorticoizi și în timpul îmbătrânirii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: