Апоптозата - е генетично контролирана клетъчна смърт. За момента идентифицирани голям брой гени, които кодират вещества, необходими за регулиране на апоптоза. Много от тези гени са запазени по време на еволюцията - от кръгли на бозайници и насекоми. Някои от тях са открити в генома на вируси. По този начин, основните биохимични процеси на апоптоза в различни експериментални системи (изследователски ход на кръгли червеи и мухи) са идентични, така че резултатите от изследванията може да бъде директно прехвърлен в други системи (например, човек) на тялото.
Апоптозата може да се регулира:
Влиянието на външни фактори
Апоптозата може да се регулира действието на много фактори на околната среда, които водят до увреждане на ДНК. Ако невъзстановими увреждане на ДНК чрез апоптоза настъпва премахване на потенциално опасни за клетките на тялото. В този процес играе важна роля на гена р53 тумор супресор. За активиране на апоптоза да предизвика вирусни инфекции, нарушена регулация на клетъчен растеж, клетъчно увреждане и загуба на контакт с околната тъкан или основното вещество. Апоптозата - е да защитава организма от устойчивостта на увредените клетки, които могат да бъдат потенциално вредни за многоклетъчен организъм.
При стимулиране на тъкани във всички митоген неговите клетки отиват в състояние на повишена митотичен дейност, която винаги е придружен от някои активиране на апоптоза. Съдбата на дъщерни клетки (те ще оцелеят или претърпяват апоптоза) е в зависимост от съотношението на активатори и инхибитори на апоптоза:
инхибитори включват растежни фактори, клетъчна матрица, полови стероиди, някои вирусни протеини;
активатори включват липса на растежни фактори, загуба на матрица поради, глюкокортикоиди, някои вируси, свободни радикали, йонизиращо лъчение.
Под влияние на липсата на активатори или инхибитори на активиране на ендогенни протеази и ендонуклеази. Това води до унищожаване на цитоскелет, ДНК фрагментация и нарушаване на митохондриалната функция. Клетката се свива, а клетъчната мембрана остава непокътнат, но увреждането на това води до активирането на фагоцитоза. Мъртвите клетки се разделят на малки, заобиколен от мембрана, фрагменти от които са посочени като апоптотични тела. Възпалителният отговор на апоптотични клетки не се случи.
Морфогенетичен апоптоза участва в унищожаването на различни primordia тъкан. Примери за това са:
разкъсване на клетките в пръстите пространства;
клетъчна смърт води до унищожаване на излишък небцето епител при сливане процеси при формиране на твърдото небце.
клетъчна смърт в дорзалната невралната тръба по време на затваряне, е необходимо за постигане на единството на епитела от двете страни на невралната тръба и свързана мезодерма.
Gistogeneticheskaja апоптоза се наблюдава по време на диференциация на тъкани и органи, което се наблюдава, например, в хормонално зависим диференциация на гениталните органи на тъкан primordia. По този начин, мъже на Сертоли клетки на тестисите фетален синтезиран хормон, който причинява регресия Muller канали (от които жени са оформени фалопиевите тръби, матката и горната част на вагината), чрез апоптоза.
Филогенетични апоптоза участва в отстраняването на елементарен структури в ембриона, например, pronephros.
Множество от условия се наблюдава ускорение, така и намаляване на скоростта на апоптоза. Въпреки факта, че апоптоза може да активира различни фактори, специфични за определени видове клетки, но крайният общ път на апоптоза се регулира чрез добре установени гени е обичайно, независимо от причината за активирането на апоптоза.
Всички фактори, които усилват или намаляват апоптозата могат да действат директно върху механизма на клетъчната смърт, или косвено, чрез повлияване на регулирането на транскрипцията.
В някои случаи, влиянието на тези фактори на апоптоза е критични (например на глюкокортикоидно-зависим апоптотични тимоцити), а в други не е от особено значение (например Fas - и TNF-зависима апоптоза). В процеса на регулиране отнема голяма част от веществата, които участват. Най-учи от тях са вещества от семейството на Bcl-2.
Bcl-2 ген първо се описва като ген, който е преместен в клетки на фоликуларен лимфом и инхибира апоптоза. В по-нататъшни проучвания, е установено, че Bcl-2 е мултигенно, която се намира още в кръгли. Хомоложни гени също са били намерени в някои вируси. Всички вещества, принадлежащи към този клас са разделени на активатори и инхибитори на апоптозата.
К инхибитори включват: Bcl-2, Bcl-XL, Mcl-1, Bcl-w, аденовирус Е1В 19К, Epstein-Barr вирус BHRF1.
Като активатори включват Вах, бак, NBK / Bik1, Bad, Bcl-Xs.
Членовете на това семейство да си взаимодействат един с друг. Едно ниво е регулацията на апоптозата протеин-протеин взаимодействия. Протеини Bcl-2 семейството се формира като хомо - и хетеродимери. Например, Bcl-2 инхибитори могат да образуват димери Bcl-2-активатори. Така, клетъчната жизнеспособност зависи от баланса на активатори и инхибитори на апоптозата. Например, Bcl-2 взаимодейства с Вах; с преобладаването на първата клетъчна жизнеспособност се увеличава, излишък от втория - се намалява. Освен протеини Bcl-2 семейството могат да взаимодействат с протеини не са свързани с тази система. Например, Bcl-2 може да се свърже с R-Ras, което активира апоптоза. Друг протеин, Пакет 1, Bcl-2 подобрява способността да инхибират апоптоза.
В момента се приема, че гените, участващи в регулирането на растежа и развитието на тумора (онкогени и тумор супресорни гени) имат регулаторна роля в индуцирането на апоптоза. Те включват:
Bcl-2 онкоген, който инхибира апоптоза, индуцирана от хормони и цитокини, което води до повишаване на клетъчната жизнеспособност;
Протеин Вах (също семейството на Bcl-2) образува димери Вах-Вах, които повишават ефекта на активатори на апоптоза. Съотношението на Bcl-2 и Вах определя чувствителността на клетки към апоптотични фактори и "молекулен превключвател", която определя растежа или тъкан губи дали се случи.
с-тус онкоген, чиито протеинов продукт може да стимулира или апоптоза или клетъчен растеж (в присъствието на други сигнали за оцеляване, например, Bcl-2)
ген р53, които обикновено се активира апоптоза, но липсата на, или мутация (което се открива в някои тумори) усилва клетъчното оцеляване. Установено е, че се изисква за р53 апоптоза в увредените клетки към йонизиращо лъчение, обаче апоптоза, предизвикана от глюкокортикоиди и стареене, не се изисква.
Свързани статии