Razlika između verzija stranice "Apoptoza"

'''Apoptoza''' ([[grčki jezik|grč.]] ἀπό - ''apo'' = pri, od, tada + πτῶσις - ''ptōsis'' = pad) je proces [[programiranaProgramirana ćelijska smrt ćelije|programirane smrti ćelije]] (''PCD'') koja može nastati kod višećelijskih [[organizamOrganizam (biologija)|organizama]]a.<ref>Green D. (2011): Means to an end: Apoptosis and other cell death mechanisms. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, NY, {{ISBN|978-0-87969-888-1}}.</ref><ref>http://books.google.com/books/about/Means_to_an_End.html?id=s8jBcQAACAAJ.</ref><ref>Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN|9958-9344-1-8}}.</ref>

[[Biohemija|Biohemijski]] procesi dovode do promjena karakteristika ćelije ([[morfologijaMorfologija (biologija)|morfologije]]) i [[smrt]]i. Te promjene uključuju mežuranje i skupljanje ćelije, [[jedroJedro (biologija)|jedarnu]] fragmentacijiju, kondenzaciju i fragmentaciju [[hromatin]]a i [[hromosom|kromosomske]] [[Dezoksiribonukleinska kiselina|DNK]].

Za razliku od [[nekroza|nekroze]], što je oblik traumatske ćelijske smrti koja je posljedica akutne ćelijske povrede, apoptoza općenito organizmu daje prednosti tokom životnog ciklusa. Na primjer, razdvajanje prstiju na rukama i nogama u razvoju ljudskog [[embrionZametak|embriona]]a dolazi zato što ćelije između prstiju prolaze kroz apoptoze. Apoptoza također proizvodi ćelijjske fragmente koji se zovu zove apoptozna tijela koja [[Fagocitoza|fagocitne ćelije]] mogu brzo progutati i ukloniti prije nego što se sadržaj ćelije može prosuti na okolne ćelije i dovesti do oštećenja.<ref>Alberts B, Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. (2008): Molecular biology of the cell, 5th edition. Garland Science, New York, {{ISBN|978-0-8153-4105-5}}.</ref>

Kod prosječnog odraslog čovjeka, svaki dan, zbog apoptoze umire Između 50 i 70 milijardi ćelija. Za prosječno dijete u dobi između 8 i 14 godina to iznosi oko 20 do 30 milijardi.

Istraživanje u i oko apoptoze su značajno intenzivirana od ranih 1990-ih. Pored njenog značaja kao biološkog fenomena, neispravni apoptozni procesi su upleteni i u širok spektar [[bolest]]i. Prekomjerna apoptoza izaziva [[atrofija|atrofije]], koje izazivaju nekontroliranu proliferaciju ćelija, kao što se to dešava sa ćelijama [[rakRak (bolest)|raka]]a.

Neki faktori, kao ''fas'' kaspaze (C-cisteinom bogati, asp- asparaginska kiselina (polovina sadržaja), ase - proteaza) itd. promoviraju apoptoze, a ''bcl 2'' ih inhibira.

* [[Enzim]]i razgrađuju citoskelet ćelije.

*[[Hromatin]] se kondenzira, a [[jedroJedro (biologija)|jedrova]]va opna nestaje; [[Dezoksiribonukleinska kiselina|DNK]] se fragmentira.

*Ćelija se raspada u vezikule, koje se uklanjaju [[fagocitoza|fagocitozom]].<ref>Hocking S. (2008): OCR Biology A2.|authorlink= Sue Hocking |year= 2008 |{{ISBN|978-0-435691-90-5}}.</ref>

Unutarćelijska signalizacija za apoptozu samoinicira se kao odgovor na [[stres]], koji može dovesti do njenog samoubistva. Vezivanje [[jedro|jedarnih]] receptora pomoću [[glukokortikoid]]a, [[hipoksija|hipoksije]] i povećanjem unutrašnje konventracije [[kalcij]]a.

Na primjer, pri oštećenju membrane, to je samo po sebi okidač koji može pokrenuti oslobađanje svih unutarćelijskih apoptoznih signala . Jedan broj mobilnih komponenti, kao što je poli ''ADP'' ribozna [[polimeraza]], može također pomoći reguliraju apoptoze.

Prije nego što [[enzim]]i stvarni proces ćelijske smrti prenagli, apoptozni signali moraju provocirati regulatorne proteina za pokretanje puta u apoptozu. Ovaj korak omogućuje da apoptozni signal da izazovu ćelijsku smrt ili taj proces mora biti zaustavljen, kada više nije potrebno da ćelija umre. U to je uključeneo nekoliko proteina u dva identificirana glavna načina regulacije:

*direktna transdukcija signala preko odgovarajućih adapterskih [[protein]]a do apoptoznih mehanizama. Drugi put za pokretanje, identificiran u nekoliko studija toksina, počiva na napovećanju koncentracije [[kalcij]]a u ćeliji uzrokovane aktivnosti lijeka, što također može dovesti do apoptoze preko kalcij obavezujuće proteaze [[kalpain]]a.

Dobropoznata činjenica je da su [[Mitohondrija|mitohondrije]] od suštinskog značaja za [život višećelijskih organizama. Bez njih, u ćeliji prestaje aerobno disanje i ona brzo umire. Ta njihova uloga čini osnovu za neke apoptozne puteve. Apoptozni proteini koji ciljaju mitohondrije na njih utiču na različite načine. Oni mogu dovesti do mitohondrija bubrenje putem formiranja membranskih pora ili mogu povećati propusnost membrane mitohondrija i izazvati da efektori apoptoze efektora procure. To su suštinski vrlo usko povezani putevi,a a tumori češće nastataju inutarstrukturnim nego spoljašnjim putem zbog njegove osjetljivosti. Postoji veći broj dokaza koji ukazuju na to da [[dušik|dušični]] može izazvati apoptozu pomažući da se poremeti [[membranski potencijal]] mitohondrija, što ih čine propusnijim.<ref>Brüne B (2003): Nitric oxide: NO apoptosis or turning it ON? Cell Death Differ., 10 (8): 864–869.</ref> U pokretanje i inhibiciju apoptoze, dušični monoksid je upleten preko moguće akcije kao signalne molekule naknadnih puteva koji aktiviraju apoptozu.

Mitohondrijski proteini koji su poznati kao ''SMAC'' (mali mitohondrija-izvedeni aktivatori [[kaspaza]]) se ispuštaju u [[citosol]] nakon povećanja propusnosti. ''SMAC'' se veže [[inhibitor apoptoze|inhibitor apoptoznih proteina]] (''IAPS'') i deaktivira ih, sprečavajući ''IAPS'' za sprečavanje procesa apoptoze i stoga omogućava da se apoptoza nastavi. ''IAP'' također obično potiskuje aktivnost grupe [[cistein proteaza]] pod nazivom [[kaspaze]].<ref>Fesik S. W., Shi Y. (2001): Controlling the caspases. Science, 294 (5546): 1477–1478.</ref> koje obavljaju degradacije ćelije, pa se vidi da je stvarna [[enzim]]ska degradacija indirektno regulirala mitohondrijsku propusnost.

[[Citohrom]] C je također pušten iz mitohondrija, zbog formiranja kanala, mitohondrijskskim kanalom koji izaziva apoptozu (''MAC''), u vanjskom membrane mitohondrija<ref>Laurent M. D., Martinez-Caballero S., Kinnally K. W. (2006): Is MAC the knife that cuts cytochrome c from mitochondria during apoptosis? Cell Death and Differentiation, 13: 1387-1395. http://www.nature.com/cdd/journal/v13/n8/full/4401949a.html.</ref> i ima regulatornu funkciju , što prethodi morfološkim promjenama koje su povezane sa apoptozeom. Kada [[citohrom C]] otpusti, vezuje se za aktivirajući faktor-1 apoptozne proteaze ('' Apaf-1'') i [[adenozin trifosfat|ATP]], koji se onda vezuju za ''pro-kaspaze-9 '' za stvaranje proteinskog kompleks poznatog kao [[apoptosom]]. Apoptosom cijepa pro-kaspaze svojim aktivnim oblikom [[kaspaza-9]], što zauzvrat aktivira efektorske ''kaspaze-3 ''.

''MAC'', mitohondrijski kanal koji inducira apoptozu , također pod nazivom i "mitohondrijska vanjsko-membranska permeabilizacijska pora", reguliran je raznim proteina , kao što su oni kodirani kod sisarske ''Bcl-2'' porodice anti-apoptoznih gena, na homologu ''CED9'' alela ''ced-9'' koji se nalazi kod [[nematoda|nematode]] ''Caenorhabditis elegans''.<ref>Lodish H. (2004): Molecular Cell Biology. W.H. Freedman and Company, New York, {{ISBN|0-7167-4366-3}}.</ref> ''Bcl-2'' proteini su sposobni da pokrenu inhibiciju apoptoze, direktnom akcijom na MAC/MOMPP. ''Bax'' i/ili ''Bak'' formiraju pore, dok ''Bcl-2'', ''Bcl-xL'' ili ''Mcl-1'' inhibiraju njihovo formiranje.

Postoje dvije teorije o direktnoj inicijaciji apoptotskih mehanizama kod [[sisarSisari|sisara]]a:

a oba uključuju receptore ''TNF receptorske'' (''TNFR'') porodice, udružene sa spoljnim signalima.

TNF je [[citokin]] koji je glavninom proizvod aktiviranih [[makrofag]]a i glavni je vanjski medijator apoptoze. Za njega, ećinavećina ljudskih ćelija ima po dva receprora:

Pokazalo se da vezivanje ''TNF'' za ''TNF-R1'' pokreće put koji vodi do aktivacije kaspaze, preko intermedijarnih membranskih proteina ''TNF'' receptora iz domena povezanog sa smrti ćelije (''TRADD'') i domena ''Fas'' proteina koji su također povezani sa smrću (''FADD''). Pritom ''cIAP1/2'' mogu inhibirati ''TNF-α'' signalizaciju vezivanjem za ''TRAF2'', a ''FLIP'' inhibira aktivaciju kaspaze-8 .

Vezanje ovog receptora može također indirekto voditi ka aktiviranju [[transkripcija|transkripcijskoh faktora]] uključenog u preživljavanje ćelije i upalni odgovor. Veza između ''TNF'' i apoptoze ukazuje zašto nenormalna proizvodnja ''TNF'' ima fundamentalnu ulogu u nekoliko bolesti čovjeka, posebno [[autoimunost|autoimunih]].

[[Fas receptor]] – prvi apoptozni signal ('''F'''irst '''A'''poptose '''S'''ignala), poznat i kao ''Apo-1'' ili ''CD95'', veže [[FAS ligand|Fas ligand]] (''FasL''), [[transmembranski protein]], dio porodice ''TNF''. Interakcija između ''Fas'' i rezultata ''FasL u formiranju'' kompleksa signalizacije za izazivanje smrti (''DISC''), koji sadrži ''FADD'', kaspaze-8 i kaspaze-10. U nekim vrstama ćelija (tip I), procesuirana kaspaza-8 neposredno aktivira druge članove porodice kaspaze, i pokreće izvršenje apoptoze ćelije. U drugim grupama ćelija (tip II), u ''Fas-DISC'' počinje formiranje povratne petlje koja se spiralizacijom povećava oslobađanje proapoptotskih faktora iz mitohondrija i pojačava aktivaciju kaspaze-8.

Nakon ''TNF-R1'' i aktivacije ''Fas'' u ćelijama [[sisar]]a, ravnotežu između proapoptotskih pripadnika uspostavlja ''Bcl-2'' porodica. To je ravnoteža proporcija proapoptotskih homodimera tog oblika u vanjskoj membrani mitohondrija. Proapoptotski homodimeri su potrebni da bi mitohondrijske membrane bile propusne za oslobađanje aktivatora kaspaze, kao što su [[citohrom]] C i ''SMAC''. Kontrola proapoptotskih proteina, pod normalnim uvjetima neapoptotske ćelijneapoptotskih ćelija, općenito je nepotpuno poznata, ali se zna da se akcija ''Bax'' ili ''Bak'' pokreće aktiviranjem ''BH3'' proteina, koji su dio ''Bcl-2'' porodice.

[[Kaspaze]] s imaju centralnu ulogu u prenosu ''DR'' apoptoznog signala. Kaspaze su proteini koji su visoko konzervirani, cistein-zavisne, aspartat-specifične proteaze. Postoje dvije vrste kaspaze: inicijatorske kaspaze: kaspaze 2,8,9,10,11,12 i efektivne kaspaze: kaspaze 3,6,7. Aktiviranje inicijatorskih kaspaza zahtijeva vezivanja na specifične oligomerne aktivatore proteina. Efektorske kaspaze se zatim aktiviraju putem aktivnog inicijatora kaspaze putem proteolitičke razgradnje. Aktivni efektor kaspaze onda proteolitski degradira domaćinske intracelularne proteine za obavljanje programa ćelije smrti.

Također postoji put apoptoze jojikoji je nazavisan od kaspaze, a koji je posredovan preko ''AIF'' (inducirajućim faktor apoptoze).<ref>Susin S. A., Lorenzo H. K., Zamzami N. (1999): Molecular characterization of mitochondrial apoptosis-inducing factor. Nature, 397 (6718): 441–446.</ref>