0208; 22.04.2009, wykład nr 8., - Apoptoza; Paul Esz
Fizjologiczna śmierć komórki (śmierć programowana) synonim apoptoza (apoptosis, od greckiego słowa opadania
liści, płatków kwiatu Kerr w 1972 roku) Jest konsekwencją samobójczego programu genetycznego, uruchomianego w
odpowiedzi na złożone oddziaływanie z innymi komórkami.
Najczęściej następuje naruszenie integralności 1 z 4 systemów wewnątrzkomórkowych
oddychania tlenowego
funkcjonowania błon komórkowych
enzymów i białek strukturalnych
naprawy aparatu genetycznego
Apoptoza Caenorhabditis elegans
Dorosły osobnik jest hermafrodytą i składa się z 959 komórek somatycznych.
Liczba komórek powstających 1090.
W wyniku apoptozy ginie 131
131 umiera podczas embriogenezy
18 podczas dorosłego życia
Geny proapoptotyczne
ced-3 (ICE)
ced-4 (Apaf-1)
Feny antyapoptotyczne brak apoptozy
ced-9 (bcl-2)
Genetyczne kontrola apoptozy
ced (cell death) geny śmierci są dobrze zachowane w procesie ewolucji
ekspresja genów ced-3 i ced-4 odpowiada za molekularne procesy apoptozy
ced-9 (u ludzi bcl-2) ekspresja w komórkach stymulowanych do proliferacji (między innymi limfocyty
prawidłowe, komórki nowotworowe)
Różnice morfologiczne pomiędzy apoptozą, a martwicą
Apotoza Martwica
1. dotyczy zwykle pojedynczych komórek 1. najczęściej dotyczy grup komorek
2. Zmniejszenie objętości komórki i pofałdowanie 2. zwiększenie objętości i pęcznienie komórki
błony komórkowej
3. Kondensacja chromatyny, fragmentacj jądra 3. brak kondensacji chromatyny, liza jądra
4. zamknicie organelli w ciałkach apoptotycznych 4. pęcznienie i rozpad organelli
5. ciągłoś błony komorkowej zachwana aż do 5. perforacja błony, zawartoś komorek wydpstaje
momentu sfagocytowania ciałek apoptotycznych się do przestrzeni pozakomórekowej
6. brak zapalenia, hamowanie reakcji zapalnej 6. odczyn zapalny ze strony otoczenia
7. fagocytoza przez sąsiednie komórki i makrofagi 7. agocytoza przez fagocyty
Zmiany biochemiczne
Materiał genetyczny Apoptoza Martwica
aktywacja specyficznych aktywacja niespecyficznych nukleaz,
endonukleaz, fragmentacja, fragmentacja na odcinki o
utworzenie odcinków o długości 200- przypadkowej długości
300kb, 20-50 kb, 200-300 bp
Rozdział elektroforetyczny Obraz drabinki Dna Obraz smugi (smear)
Aktywacja enzymów kinaz białkowych (np. kinazy MAP) i niespecyficzna degradacja
fosfataz, nukleaz, kaspaz, kalpain
Białka regulacyjne Apoptoza;; białka rodziny Bel-2 (pro- W niektórych przypadkach ekspresja
i anty- apoptotyczne), inhibitory Bel-2
apoptozy (białka IAP), inhibitory
kaspaz
Wymagania energetyczne Proces aktywny, zależny od ATP Proces bierny, niezależny od ATP
Substraty Białka enzymatyczne o strukturalne Przypadkowe białka
Inne Synteza poli(ADP-rybozy), synteza de Brak syntezy białek
novo mRNA i białek
Czynniki wywołujące apoptozę
hormony i cytokiny
deficyt czynników wzrostowych i troficznych
czynniki cytotoksyczne
czynniki fizyczne
Szlaki sygnałowe apoptozy
W zależności od rodzaju komórki i czynnika indukującego proces apoptozy może przebiega, rożnymi ścieżkami
Do najlepiej poznanych należą
szlak związany z błoną komórkową tzw. zewnętrzny
szlak wewnętrzny zwany mitochondrialnym
szlak angażujący perforyny i granzym B, czyli pseudoreceptorowy
Apoptoza może również odbywać się z udziałem szlaku sfingomielinowo-ceramidowego oraz indukowanego stresem.
Szlak zewnętrznych
pobudzenie receptorów śmierci należących do nadrodziny receptorów TNF np. Fas/CD95/Apol, TRAIL-R1 i
R2/Apo2
receptory śmierci posiadają wewnątrzkomórkową domenę śmierci DD
po związaniu się odpowiedniego liganda z receptorem błonowym (TNF-alfa, FasL, TRAIL/Apo2L) dochodzi
do oligomeryzacji receptora, a następnie powstaje kompleks DISC (death inducin singnaling caomplex)
kompleks ten powstaje poprzez połączenie domen śmierci z białkiem adaptorowym FADD oraz z prokaspazą 8
następuje aktywacja prokaspazy 8 (powstaje kaspaza 8), która jest bezpośrednim aktywatorem kaspazy 3
(kaspazy wykonawczej)
Szlak wewnętrzny
inicjowany poprzez
zmiany potencjału mitochondrialnego
mutacje DNA
inne zaburzenia metabolizmu komórkowego
Szlak ten może łączy się ze ścieżką receptorową zewnętrzną poprzez białko Bid, które ulega proteolizie powstaje tBid
(truncated Bid) posta ta wpływa na uwalnianie cytochromu c aktywacja szlaku mitochondrialnego
istotnym etapem jest uwolnienie cytochromu c z przestrzeni międzybłonowej poprzez specjalne kanały
kanały te tworzone są poprzez białka z rodziny Bel-2 (bax, bak) z bialekiem VDAC (voltage Dependent Anion
Channel)
przez kanały mitochondrium do cytoplazmy dostaje się cytochrom c
wypływ cytochromu c jest sygnałem do tworzenia kompleksu zwanego apoptosomem
apoptosom skalda się z cytochromu c, prokaspazy 9, bialka Apaf-1 (ATP)
kompleks ten potrzebny jest do autoproteolizy kaspazy 9 , która następnie aktywuje kaspazę 3
podczas apoptozy z mitochondrium uwalniane są także białka Smac/Diablo o Omi/HTR A2 są one
antagonistami inhibitorów apoptozy (IAP)
Szlak pseudoreceptorowy indukowany przez cytotoksyczne limfocyty T oraz komorki NK będzie jeszcze
potem
Właściwości kaspaz (będzie na ćwiczeniach jeszcze)
są to proteazy cysteinowe, substraty ich zawierają kwas asparaginowy w pozycji P1 (proteoliza w miejscu
reszty Asp)
syntetyzowane są jako nieaktywne zymogeny
dotychczas zidentyfikowano 14 kaspaz
kaspozy inicjatorowe 2,8,9,10
kaspazy wykonawcze 3,6,7
kaspazy inicjatorowe posiadają domeny śmierci CARD i DED
kaspazy wykonawcze aktywują enzymy prowadzące do destrukcji komórek
Białka trawione przez kaspazy
większość tych białek uczestniczy w procesach molekularnych związanych z cyklem komórkowym i apoptozą
do proteolizy białek dochodzi przy udziale tylko kaspaz 3,6,7
Śmierć komórki niezależna od kaspaz
proteaza aktywowana wapniem kalpaina (kapalina), prawdopodobnie pełni autonomiczną rolę w apoptozie
ostatnie doniesienia wskazują na jej rolę w procesie aktywacji i unieczynnienia kaspaz 3,7,9, i ostatnio 12
Apoptoza w stanach patologicznych
Ograniczenie apoptozy prowadzi do powstania nowotworów i autoagresji komórek układu odpornościowego. Wzrost
apoptozy jest charakterystyczny dla chorób zwyrodnieniowych: choroby Alzheimera, Parkinsona, AIDS, zawału serca
czy udaru mózgu
Schemat
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
0108 20 04 2009, cwiczenia nr 8 , Apoptoza Paul Esz0207 08 04 2009, wykład nr 7 , Cykl komórkowy Paul Esz0209 29 04 2009, wykład nr 9 , Tkanka nabłonkowa Paul Esz0206 01 04 2009, wykład nr 6 , Cytoszkielet0109 27 04 2009, cwiczenia nr 9 , Tkanka nabłonkowa Paul Esz0202 04 03 2009, wykład nr 2 , Budowa i funkcje błony komórkowej oraz transport przez błony(1)0214 13 10 2009, wykład nr 14 , Układ pokarmowy, cześć II Paul Esz0210 06 05 2009, wykład nr 10 , Tkanka łączna właściwa Paul Esz0203 11 03 2009, wykład nr 3 , Białka powierzchni komórkowej Cząsteczki adhezyjneSzef wywiadu USA Tortury były skuteczne (22 04 2009)0110 04 05 2009, cwiczenia nr 10 , Tkanka łączna właściwa Paul Esz29 04 & 06 05 & 13 05 2009, wykład, Wzrost, różnicowanie i starzenie się komórek Paul Esz0106 30 03 2009, cwiczenia nr 6 , Wrzeciono podziałowe Paul EszBO II stacjonarne wykład nr 04więcej podobnych podstron