Ποιος είναι ο παράγοντας που προκαλεί απόπτωση;

Προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος (PCD) ή απόπτωση, είναι ένα φυσιολογικό μέρος του μεταβολισμού των ζώων.Μερικές φορές αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί σε λάθος αναπτυξιακό στάδιο, προκαλώντας ασθένειες.Κανονικά, τα ένζυμα που ονομάζονται κασπάσες είναι υπεύθυνα για την πρόκληση κυτταρικού θανάτου.Μια εναλλακτική διαδικασία για την επίτευξη της PCD είναι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται παράγοντας που προκαλεί απόπτωση (AIF).Αυτή η πρωτεΐνη βρίσκεται στα μιτοχόνδρια και μετακινείται στον πυρήνα για να προκαλέσει αποικοδόμηση του DNA και επακόλουθο κυτταρικό θάνατο. Η απόπτωση είναι ένα φυσιολογικό μέρος του κυτταρικού μεταβολισμού.Το ανθρώπινο σώμα έχει συνεχώς τα κύτταρα πεθαίνουν και στη συνέχεια τα αντικαθιστά.Εάν η διαδικασία δεν ρυθμιστεί σωστά, μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις στην ανθρώπινη φυσιολογία.Για παράδειγμα, τα καρκινικά κύτταρα υποβάλλονται σε PCD πολύ λιγότερο συχνά από τα υγιή κύτταρα και είναι σε θέση να εξαπλωθούν και να γίνουν όγκοι.Εναλλακτικά, εάν η ρύθμιση προκαλεί πολύ συχνά η απόπτωση, τα κύτταρα μπορούν να πεθάνουν όταν χρειάζονται για τη λειτουργία των ιστών. Τα μιτοχόνδρια είναι κυτταρικές δομές που διαχωρίζονται από το υπόλοιπο κύτταρο με εξωτερική μεμβράνη.Έχουν επίσης εσωτερική μεμβράνη.Μεταξύ αυτών των δύο μεμβρανών είναι ένας χώρος γεμάτος με υγρό που περιέχει πολλές πρωτεΐνες, ιδιαίτερα εκείνες που εμπλέκονται στη δημιουργία ενέργειας για τα κύτταρα.Ο παράγοντας που προκαλεί απόπτωση βρίσκεται σε αυτόν τον χώρο και λειτουργεί στην αναπνευστική οδό.

Πολλές από τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην επίτευξη του θανάτου των κυττάρων είναι κασπάσες, αλλά ο παράγοντας που προκαλεί απόπτωση είναι ένας εντελώς διαφορετικός τύπος πρωτεΐνης.Αυτό το ένζυμο είναι μια φλαβοπρωτεΐνη, μια εξειδικευμένη πρωτεΐνη που εμπλέκεται στη μεταφορά ηλεκτρονίων.Βρίσκεται σε μια ευρεία σειρά ευκαρυωτικών κυττάρων, που κυμαίνονται από τους ανθρώπους μέχρι τον οργανισμό της λίμνης

Tetrahymena. Οι μελέτες της αλληλουχίας της πρωτεΐνης και των γονιδίων που κωδικοποιούν τους παράγοντες που προκαλούν απόπτωση έχουν δείξει ότι είναι μια αρχαία πρωτεΐνη και χρονολογείται πίσωΠολύ μακριά στην εξέλιξη. Όταν τα πρώτα σήματα ξεκινούν PCD, η εξωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων γίνεται διαρροή.Το AIF απελευθερώνεται από το διαμέρισμά του στα μιτοχόνδρια και εισέρχεται στο κυτοσόλιο, το υγρό περιβάλλον του κυττάρου.Από εκεί, φτάνει στον πυρήνα.Αυτή η πρωτεΐνη προκαλεί το θραύσμα του DNA στον πυρήνα.Στη διαδικασία, επηρεάζει τη δομική ακεραιότητα του πυρήνα με τη διακοπή της δομής της χρωματίνης, επιφέροντας ένα πρώιμο στάδιο προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου.

Η ρύθμιση του παράγοντα επαγόμενης απόπτωσης έχει μελετηθεί πολύ καλά σε ζωικά μοντέλα.Αυτό έχει οδηγήσει σε συσχετισμούς της δραστηριότητας του AIF και στον θάνατο των κυττάρων νευρώνων.Οι ασθένειες όπως η νόσος του Lou Gehrig έχουν συσχετιστεί με μια τέτοια δραστηριότητα σε μελέτες με ζώα.

Πολλές ανθρώπινες ασθένειες είναι γνωστό ότι οφείλονται σε λειτουργικά προβλήματα με τα μιτοχόνδρια.Ένας άλλος τύπος εσφαλμένης ρύθμισης μπορεί να συμβεί σε παράγοντα που προκαλεί απόπτωση, ενώ είναι ακόμα στη μιτοχονδριακή του θέση.Οι γενετικές μελέτες έχουν συσχετισμένες μεταλλάξεις που επηρεάζουν το AIF ενώ εντοπίζονται στο φυσιολογικό κυτταρικό του διαμέρισμα σε διάφορες ανθρώπινες ασθένειες που βασίζονται σε δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων.