Co to jest czynnik indukujący apoptozę?

Zaprogramowana śmierć komórki (PCD) lub apoptoza jest normalną częścią metabolizmu zwierząt.Czasami ten proces może nastąpić na niewłaściwym stadium rozwoju, powodując chorobę.Zwykle enzymy zwane kaspazami są odpowiedzialne za indukowanie śmierci komórki.Alternatywnym procesem wprowadzania PCD jest białko zwane czynnikiem indukującym apoptozę (AIF).Białko to znajduje się w mitochondriach i przenosi się do jądra, aby spowodować degradację DNA, a następnie śmierć komórki.

Apoptoza jest normalną częścią metabolizmu komórkowego.Ciało ludzkie nieustannie umiera, a następnie je zastępuje.Jeśli proces nie jest prawidłowo regulowany, może mieć poważny wpływ na fizjologię człowieka.Na przykład komórki rakowe ulegają PCD znacznie rzadziej niż zdrowe komórki i są w stanie rozprzestrzeniać się i stać guzami.Alternatywnie, jeśli regulacja powoduje, że apoptoza zdarza się zbyt często, komórki mogą umrzeć, gdy są potrzebne do funkcji tkanki.

Mitochondria są strukturami komórkowymi oddzielonymi od reszty komórki przez błonę zewnętrzną.Mają też wewnętrzną błonę.Pomiędzy tymi dwiema membranami znajduje się przestrzeń wypełniona płynem, która zawiera wiele białek, szczególnie tych zaangażowanych w generowanie energii dla komórek.Współczynnik indukujący apoptozę występuje w tej przestrzeni i funkcjonuje na szlaku oddechowym.

Wiele białek zaangażowanych w pozyskanie śmierci komórek to kaspazy, ale czynnik indukujący apoptozę jest zupełnie innym rodzajem białka.Ten enzym jest flawoproteiną, wyspecjalizowanym białkiem zaangażowanym w przenoszenie elektronów.Występuje w szerokiej gamie komórek eukariotycznych, od ludzi po organizm orzędziowy stawu tetrahymena. Badania sekwencji białka i genów, które kodują czynniki wywołujące apoptozę, wykazały, że jest to starożytne białko i datuje się z powrotemBardzo daleko w ewolucji.

Gdy wczesne sygnały inicjują PCD, zewnętrzna błona mitochondriów staje się nieszczelna.AIF jest zwolniony z przedziału w mitochondriach i wchodzi do cytosolu, płynnego środowiska komórki.Stamtąd dociera do jądra.To białko powoduje fragment DNA w jądrze.W tym procesie wpływa na integralność strukturalną jądra poprzez zakłócenie struktury chromatyny, prowadząc do wczesnego stadium zaprogramowanej śmierci komórek.

Regulacja czynnika indukującego apoptozę została bardzo dokładnie zbadana w modelach zwierzęcych.Doprowadziło to do korelacji aktywności AIF i śmierci komórek neuronów.Choroby takie jak choroba Lou Gehriga zostały skorelowane z taką aktywnością w badaniach ze zwierzętami.

Wiele chorób ludzkich jest spowodowanych problemami funkcjonalnymi z mitochondriami.Inny rodzaj błędnej regulacji może zdarzyć się współczynnik indukujący apoptozę, gdy jest on jeszcze w jego położeniu mitochondrialnym.Badania genetyczne korelowały mutacje, które wpływają na AIF, podczas gdy są ono zlokalizowane w normalnym przedziale komórkowym z wieloma chorobami ludzkimi opartymi na nieprawidłowym działaniu mitochondriów.