• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Apoptoza



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (szw. Nobelpriset i fysiologi eller medicin) – jest nagrodą przyznawaną corocznie przez Instytut Karolinska za wyjątkowe osiągnięcia naukowe z różnych dziedzin fizjologii lub medycyny. Jest jedną z pięciu Nagród Nobla ustanowionych w testamencie przez Alfreda Nobla (zm. w 1896 roku). Jak zapisał on w swoim testamencie, nadzór nad nagrodą sprawuje Fundacja Noblowska, a przyznawana jest ona przez zgromadzenie wybierane przez Instytut Karolinska. Określana potocznie jako „Nagroda Nobla z medycyny”, w rzeczywistości była precyzyjnie opisana przez Nobla w jego testamencie, jako nagroda z „fizjologii lub medycyny”. Z tego powodu może być przyznana w każdej ze szczegółowych dziedzin obu tych nauk. Pierwszym laureatem nagrody był w roku 1901 Niemiec Emil Adolf von Behring.Procesy życiowe – czynności wspólne dla istot żywych. Dzięki nim można ustalić, że dany organizm jest istotą żywą.
    Etapy apoptozy komórki

    Apoptoza (z starogr. ἀπό [apó, „od”] + πτῶσις [ptôsis, „padanie”]) – jeden z naturalnych procesów biologicznych zaprogramowanej i podlegającej kontroli destrukcji własnych komórek w organizmie wielokomórkowym. Ten mechanizm jest potrzebny i wpływa korzystnie na prawidłowy rozwój, homeostazę i zapobieganie nadmiernej, szkodliwej proliferacji komórek organizmu. Stale usuwane są zużyte, uszkodzone lub niepotrzebne komórki, a w ich miejsce powstają nowe.

    Nekroptoza (ang. necroptosis, złożenie: necrosis + apoptosis) – rodzaj zaprogramowanej śmierci komórki (w organizmie wielokomórkowym), będącej odpowiedzią na konkretny sygnał środowiskowy, morfologicznie zbliżony do nekrozy. Od procesów apoptozy i autofagii różni się zarówno swoistym mechanizmem działania, jak i znaczeniem fizjologicznym.Podział komórki - proces zachodzący u wszystkich żywych organizmów, w którym komórka macierzysta dzieli się na dwie lub więcej komórek potomnych. Podział komórkowy jest jedną z faz cyklu komórkowego.

    Inicjacja apoptozy może wystąpić na drodze zewnątrzpochodnej lub wewnątrzpochodnej i prowadzi do szeregu biochemicznych przemian w komórce, a ostatecznie powstają ciałka apoptotyczne. Pobliskie fagocyty pochłaniają je i utylizują. Ponieważ apoptozy nie da się zatrzymać czy odwrócić, muszą istnieć skuteczne mechanizmy regulacyjne, np. kaspazy i receptory Fas stymulują proces apoptozy, a białka z grupy Bcl-2 mają wpływ hamujący.

    Limfocyty T inaczej limfocyty grasicozależne (T od łac. thymus - grasica) – komórki układu odpornościowego należące do limfocytów odpowiedzialne za komórkową odpowiedź odpornościową. Komórki prekursorowe, nie posiadające cech limfocytów T, wytwarzane są w czerwonym szpiku kostnym, następnie dojrzewają głównie w grasicy, skąd migrują do krwi obwodowej oraz narządów limfatycznych. Stężenie limfocytów T we krwi obwodowej wynosi 0,77–2,68 x 10/l. Czas życia limfocytów T wynosi od kilku miesięcy do kilku lat.Rak (łac. carcinoma, z łac. cancer – "rak, krab", z gr. καρκινος /karkinos/ – "rak, krab morski") – nazwa grupy chorób nowotworowych będących nowotworami złośliwymi wywodzącymi się z tkanki nabłonkowej.

    Apoptozę można przyrównać do zaplanowanego, kontrolowanego usunięcia pewnych komórek, co w efekcie przyczynia się do rozwoju, homeostazy i dobrostanu całego organizmu. W odróżnieniu od martwicy (inaczej nekrozy), gdzie dochodzi do uszkodzenia jakimś zewnętrznym czynnikiem patologicznym, apoptoza jest zjawiskiem naturalnym w rozwoju i życiu organizmów; mimo to wykazano, że niektóre patogeny mogą wpływać na indukcję tego procesu, dotyczy to głównie wirusów, a także niektórych bakterii takich jak np. Helicobacter pylori. Metaforyczny termin apoptoza odnoszący się do tego zjawiska wprowadzono w 1972 roku. Odzwierciedleniem rosnącego zainteresowania badaniami nad apoptozą było przyznanie Nagrody Nobla z fizjologii lub medycyny w roku 2002. Otrzymali ją Sydney Brenner, H. Robert Horvitz i John E. Sulston za ich odkrycia z dziedziny genetycznej regulacji organogenezy i zaprogramowanej śmierci komórki.

    Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).Interferon (IFN) – ogólna nazwa białka wytwarzanego i uwalnianego przez komórki ciała, jako odpowiedź na obecność patogenów (np. wirusy, bakterie, pasożyty jak również komórki nowotworowe) wewnątrz organizmu. Interferony zapewniają komunikacje pomiędzy komórkami ciała, w celu zwalczenia patogenów, poprzez uruchomienie mechanizmów obronnych systemu immunologicznego.

    Przebieg apoptozy[ | edytuj kod]

    Proces apoptozy podlega ścisłej kontroli i jest to mechanizm, który składa się z kilku etapów.

    Cytoplazma – część protoplazmy komórki eukariotycznej pozostająca poza jądrem komórkowym a w przypadku, z definicji nie posiadających jądra, komórek prokariotycznych – cała protoplazma.Epitop lub determinanta antygenowa – fragment antygenu, który łączy się bezpośrednio z wolnym przeciwciałem, receptorem limfocytów B lub receptorem limfocytów T wiążących antygen.
    Schemat apoptozy

    Faza sygnałów wstępnych[ | edytuj kod]

    Apoptoza jest indukowana pewnym czynnikiem inicjatorowym. Do czynników inicjujących apoptozę należą:

  • bodźce fizjologiczne – np. niedobory hormonów (np. zmiany stężenia hormonów steroidowych), czynników wzrostu, jonów (np. jonów wapnia),
  • występowanie cytokin – cząsteczek produkowanych przez układ immunologiczny, np. interferon, czynnik martwicy nowotworów TNFα,
  • glikokortykosteroidy i leki immunostatyczne,
  • oddziaływania międzykomórkowe (parakrynne) – na skutek przekazywania błędnych informacji o podziałach komórkowych,
  • limfocyty cytotoksyczne (np. przy odrzuceniu przeszczepu),
  • czynniki fizyczne (np. promieniowanie jonizujące),
  • działalność niektórych patogenów (głównie wirusów),
  • wolne rodniki;
  • w niektórych przypadkach jony kadmu (Cd);
  • Preparat mysiej wątroby z obecną komórką apoptotyczną wskazaną strzałką

    Przekazanie sygnału odbywa się drogą zewnątrzpochodną lub drogą wewnątrzpochodną:

    Endonukleazy - enzymy należące do klasy hydrolaz, które działając na DNA i RNA doprowadzają do ich rozkładu do oligonukleotydów przez rozerwanie wiązań fosfodiestrowych wewnątrz łańcucha kwasu nukleinowego.Receptory śmierci – potoczna nazwa występujących na powierzchni komórek białek, takich jak: Fas, receptor dla TNF-α lub receptor DR, których wspólną cechą jest transdukcja sygnału powodującego uruchomienie kaskady kaspaz i apoptozę.
  • droga zewnątrzpochodna – sygnał o śmierci komórki jest pochodzenia zewnątrzkomórkowego i jest przekazywany na receptory śmierci zlokalizowane na błonie komórkowej. Dotąd zlokalizowano przynajmniej osiem białek należących do rodziny receptorów śmierci, które zaszeregowano do odpowiednich rodzin białek. Są to: rodzina białek p75NTR (receptor ektodysplazyny A, receptor śmierci 6 (DR6) i receptor neutrofiny p75 (NTR)); rodzina receptora czynnika martwicy nowotworów 1 (TNFR1 i receptor śmierci 3 (DR3)), rodzina receptora CD95 (CD95/FAS) i rodzina receptora dla liganda powiązanego z czynnikiem martwicy nowotworów, wywołującego apoptozę (TNF-related apoptosis-inducing ligand receptor; TRAILR) i należą tu dwa receptory TRAILR1 i TRAILR2. Przykłady transmisji sygnału śmierci odpowiednio dla receptora CD95/FAS oraz TNFR1:
    1. limfocyt T cytotoksyczny może wykryć patologiczne zmiany w błonie komórki (np. epitopy receptorów wirusowych na błonie komórkowej, duży odsetek fosfatydyloseryny w zewnętrznej monowarstwie błony komórkowej) i parakrynnie zasygnalizować jej śmierć, wytwarzając FasL (ligand Fas). Cytokina ta łączy się z komórką przeznaczoną do apoptozy za pośrednictwem zewnątrzkomórkowej domeny receptora Fas, FASR, który zawiera również domenę transbłonową (kotwiczącą receptor) i domenę cytoplazmatyczną, zwaną domeną śmierci FADD (Fas Associated Death Domain) o charakterze wykonawczym, która przekazuje sygnał do białek cytoplazmy, kontrolujących fazę kontrolno-decyzyjną.
    2. cytokina TNFα, będąca mediatorem zapalenia, może połączyć się z komórką przeznaczoną do apoptozy za pośrednictwem domeny zewnątrzkomórkowej receptora TNFα, TNFR1, który po połączeniu z sygnałem przyłącza do swojej cytoplazmatycznej domeny śmierci białko adaptorowe TRADD.

    Transmisja sygnałów odpowiedniego liganda na właściwy receptor śmierci:

    Białko p53 – czynnik transkrypcyjny o własnościach supresora nowotworowego. Białko p53 jest zaangażowane w regulację wielu procesów komórkowych, a w szczególności aktywacji mechanizmów naprawy DNA lub indukcji apoptozy w odpowiedzi na uszkodzenia DNA.Otwarty dostęp (OD, ang. Open Access, „OA”) – oznacza wolny, powszechny, trwały i natychmiastowy dostęp dla każdego do cyfrowych form zapisu danych i treści naukowych oraz edukacyjnych.
  • droga wewnątrzpochodna – sygnał o programowanej śmierci komórki pochodzi od białkowych czynników wewnątrzkomórkowych (niezwiązanych z receptorami błony komórkowej), które powstają w procesach związanych z mitochondriami. Promieniowanie, wolne rodniki, toksyny czy wirusy mogą uszkodzić komórkowe DNA i aktywować apoptozę na drodze wewnątrzpochodnej. W wyniku uszkodzenia DNA obok uruchomienia mechanizmów naprawczych dochodzi również do ekspresji cytoplazmatycznych białek proapoptotycznych, które wbudowują się w wewnętrzną błonę mitochondrialną. Mitochondrium jest organellum komórkowym, zbudowanym z wewnętrznej, trudno przepuszczalnej błony, tworzącej grzebienie mitochondrialne zawierające białka łańcucha oddechowego oraz zewnętrznej, łatwo przepuszczalnej, porowatej błony. Pomiędzy dwiema błonami znajduje się tzw. przestrzeń międzybłonowa. Komórka do życia wymaga dostatecznej dostawy wysokoenergetycznego ATP. Czynniki proapoptotyczne wbudowują się do wewnętrznej błony mitochondrialnej i tworzą w niej pory. Przez pory następuje przeciek jonów H z przestrzeni międzybłonowej do wnętrza mitochondrium. Przeciek redukuje potencjał wewnętrznej błony mitochondrialnej i upośledza działanie łańcucha oddechowego służącego do syntezy ATP. Do mitochondrium napływa również Ca. Pod wpływem jonów wapnia z mitochondrium do cytoplazmy uwalniany jest cytochrom C, który jest luźno zakotwiczonym białkiem w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i jest najlepiej rozpuszczalnym w wodzie składnikiem łańcucha oddechowego. Po uwolnieniu do cytoplazmy cytochrom C łączy się z retikulum endoplazmatycznym i prowadzi do uwolnienia z niego depozytu Ca, napędzając proces spirali uwolnienia cytochromu C z mitochondriów. Końcowym efektem przekazania sygnału w tym szlaku jest połączenie cytochromu C z cytoplazmatycznym białkiem Apaf-1, Apoptotic Protease Activating Factor-1, którego dalsze losy zależą od przebiegu fazy kontrolno-decyzyjnej.
  • Faza kontrolno-decyzyjna[ | edytuj kod]

    Niepełny podział na odrębne palce (syndaktylia) spowodowany niezajściem apoptozy.

    Przebieg fazy kontrolno-decyzyjnej w istocie polega na kaskadzie reakcji fosforylacji i asocjacji odpowiednich białek cytoplazmatycznych, które przekazują informację do jądra komórkowego o uruchomieniu mechanizmów naprawczych komórki lub o zaniechaniu naprawy i przekierowaniu komórki na drogę apoptozy.

    Apoptosom - kompleks powstający w cytoplazmie podstawowej z uwolnionego z mitochondriów cytochromu c i białka Apaf-1, do którego przyłączają się cząsteczki prokaspazy 9. W obrębie apoptosomu zachodzi autokatalityczna aktywacja kaspazy 9.Helicobacter pylori (w skrócie Hp, dawna nazwa Campylobacter pylori) – gram-ujemna bakteria o helikalnym kształcie, zaliczana do pałeczek. Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że zainfekowanych tą bakterią jest ok. 70% ludzi w krajach rozwijających się i ok. 30% w krajach rozwiniętych. Jej obecność zwiększa ryzyko wystąpienia takich schorzeń jak zapalenie żołądka typu B (mogące prowadzić do powstania nowotworu) i wrzody trawienne. Obecnie wiadomo, że H. pylori odpowiada w przybliżeniu za 80% przypadków choroby wrzodowej żołądka i 90% przypadków choroby wrzodowej dwunastnicy. Jednakże u większości zakażonych osób choroba nie rozwija się; wysunięto wiele hipotez wyjaśniających ten fakt, ale żadna z nich nie uzyskała powszechnej aprobaty. Uważa się, że helikalny kształt bakterii (od którego wzięła się nazwa rodzaju) ma jej ułatwiać ruch w warstwie śluzu.

    Faza kontrolno-decyzyjna jest kontrolowana dwoma szlakami – zewnątrzpochodnym i/lub wewnątrzpochodnym.

  • szlak zewnątrzpochodny – ufosforylowane białko adaptorowe FADD przyłącza kaspazę-8, która jest białkiem inicjatorowym, formując w ten sposób kompleks sygnału indukującego śmierć death-inducing signal complex (DISC). Po przyłączeniu kaspaza-8 zostaje aktywowana i zdolna jest do bezpośredniej aktywacji kaspazy-3 (kaspazy wykonawczej). Aktywna kaspaza-8 może również przyciąć białko BID tworząc białko tBID, które działa jako sygnał dla błony mitochondrialnej, umożliwiający uwolnienie cytochromu C szlaku wewnątrzpochodnego.
  • szlak wewnątrzpochodny – może być zainicjowany stresem komórkowym, szczególnie stresem mitochondrialnym spowodowanym przez czynniki takie jak uszkodzenie DNA czy szok cieplny. Po otrzymaniu sygnału czynnika inicjatorowego białka proapoptotyczne cytoplazmy BID i BAX wbudowują się w wewnętrzną błonę mitochondrium tworząc pory i następuje uwolnienie zawartości z matriks mitochondrialnego. Aby jednak doszło do całkowitego uwolnienia cytochromu C z przestrzeni międzybłonowej mitochondrium konieczne jest powiększenie porów zewnętrznej błony mitochondrium. W proces ten włącza się również białko proapoptotyczne pochodzące z matriks mitochondrium – białko proapoptotyczne BAK. Po uwolnieniu do cytoplazmy cytochrom C łączy się z ATP oraz z enzymem Apaf-1, a następnie kompleks ten łączy się z kaspazą-9 (kaspazą inicjatorową) formując apoptosom. Apoptosom aktywuje kaspazę-3 (kaspazę wykonawczą), która inicjuje degradację. Ponadto z przestrzeni międzybłonowej mitochondrium uwolnione jest białko, zwane czynnikiem indukującym apoptozę, apoptosis inducing factor (AIF), które umożliwia fragmentację DNA oraz białka stanowiące kompleks Smac/Diablo oraz białko Omi, które unieczynniają białko inhibitora apoptozy inhibitor of apoptosis (IAP).
  • Cytotoksyczne zabijanie komórek przez limfocyty Tc polega na utworzeniu w docelowej błonie komórkowej porów zbudowanych z perforyn. Następnie przez tak utworzone pory do cytoplazmy komórki uwalniane są granzymy B aktywujące szlak kaspaz, a także uwalniają się jony wapnia stymulujące apoptozę.

    Amylina (IAPP - z ang. Islet Amyloid Polypeptide) – hormon peptydowy zbudowany z 37 aminokwasów, który jest wytwarzany przez komórki beta wysp Langerhansa trzustki.W biologii komórki - pęcherzyki to niewielkie, zamknięte kompartmenty, oddzielone od cytozolu co najmniej jedną dwuwarstwą lipidową. Otoczone pojedynczą błoną, nazywa się pęcherzykami jednowarstwowymi (ang. unilamellar vesicles), gdy otoczone większą ilością błon wielowarstwowymi (ang. multilamellar vesicles). Błona zapewnia oddzielenie światła pęcherzyka od zasadniczej treści komórki, co może skutkować stworzeniem zupełnie odrębnych warunków biochemicznych. W pęcherzykach są przechowywane, transportowane, trawione lub modyfikowane, wydzielane i wchłaniane przeróżne substancje uczestniczące w funkcjonowaniu komórek żywych. Odpowiednie zespoły pęcherzyków są podstawą organizacji transportu komórkowego, zarówno substancji rozpuszczalnych w cytozolu, jak i tych związanych bezpośrednio z samą błoną (w tym transport składników błony). Transport pęcherzykowy zapewnia też możliwość sortowania transportowanych substancji zależnie od ich przeznaczenia, a zatem jest jednym z mechanizmów wpływających na asymetrię czy też polaryzację komórek żywych.

    Faza wykonawcza[ | edytuj kod]

    Kaspazy wykonawcze 3, 6 i 7 niszczą białka strukturalne oraz enzymatyczne, co powoduje całkowitą dezintegrację komórki w ostatecznej fazie apoptozy:

  • polimeraza poli-ADP rybozy i białkowa kinaza DNA ulegają degradacji, co uniemożliwia w ten sposób naprawę uszkodzonego DNA
  • zniszczeniu ulega błona jądrowa poprzez uszkodzenia lamin
  • zniszczeniu ulegają filamenty pośrednie i aktyna tworzące cytoszkielet
  • odwodnienie cytoplazmy prowadzi do jej zagęszczenia, a w konsekwencji do zmiany kształtu i wielkości komórki
  • chromatyna staje się skondensowana i przybiera kształt półksiężycowaty. Proteoliza przy udziale kaspaz inhibitora endonuklezy CAD, powoduje aktywację tego enzymu i fragmentacji łańcucha DNA
  • w zaawansowanej apoptozie zanika błona jądrowa i całe jądro ulega fragmentacji. Fragmenty jądra i cytoplazma z organellami komórkowymi zostają otoczone fragmentami błony cytoplazmatycznej
  • ostatecznie powstają ciałka apoptotyczne, które są fagocytowane przez sąsiednie komórki
  • Faza uprzątania[ | edytuj kod]

    To fagocytowanie komórek apoptotycznych i ich fragmentów czyli ciałek apoptotycznych następuje bez reakcji zapalnej. Makrofagi rozpoznają komórki apoptotyczne dzięki obecnej w zewnętrznej monowarstwie błony komórkowej fosfatydyloserynie (normalnie występującej tylko w monowarstwie cytoplazmatycznej). Ciałka apoptotyczne posiadają na swojej powierzchni glikoproteinę – trombospondynę, która również jest sygnałem dla makrofagów do fagocytozy.

    PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.Adenozyno-5′-trifosforan (adenozynotrójfosforan, ATP) – organiczny związek chemiczny, nukleotyd adeninowy zbudowany z grupy trójfosforanowej przyłączonej w pozycji 5′ cząsteczki adenozyny, tworząc bezwodnik kwasu fosforowego. Odgrywa on ważną rolę w biologii komórki jako wielofunkcyjny koenzym i molekularna jednostka w wewnątrzkomórkowym transporcie energii. Stanowi nośnik energii chemicznej, używanej w metabolizmie komórki. Powstaje jako magazyn energii w procesach fotosyntezy i oddychania komórkowego. Zużywają go liczne enzymy, a zgromadzona w nim energia służy do przeprowadzania różnorodnych procesów, jak biosyntezy, ruchu i podziału komórki. Tworzy się z adenozyno-5′-difosforanu, a przekazując swą energię dalej, powraca do formy ADP lub adenozyno-5′-monofosforanu (AMP). Cykl ten zachodzi bezustannie w organizmach żywych. Człowiek każdego dnia przekształca ilość ATP porównywalną z masą swego ciała.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Układ odpornościowy, układ immunologiczny – układ narządów umożliwiających działanie mechanizmom odporności. W skład układu odpornościowego wchodzą::
    Para zasad (pz lub bp z (ang.) base pair) - w biologii molekularnej - komplementarne, połączone wiązaniami wodorowymi zasady azotowe nukleotydów dwóch różnych nici kwasu nukleinowego. W parach zasad podaje się długość cząsteczek DNA.
    Organellum − każda oddzielona od cytozolu błoną komórkową struktura występująca w cytoplazmie komórki, wyspecjalizowana do pełnienia określonej funkcji. Komórka prokariotyczna nie zawiera organelli komórkowych, co odróżnia ją od komórki eukariotycznej. Genofor, Nukleoid czy rybosomy nie są organellami, gdyż nie są oddzielone od otoczenia błoną komórkową. Komórki eukariotyczne zawierają podstawowy zestaw organelli błonowych.
    Chromatyna (chromatinum) – włóknista substancja występująca w jądrze komórkowym, zbudowana z DNA, histonów i niehistonowych białek. Stanowi główny składnik chromosomów. U bakterii również występuje chromatyna.
    Kaspazy (ang. caspases, akronim od słów cysteine, aspartic, proteases) – enzymy z grupy proteaz cysteinowych, które po aktywacji przez sygnały apoptozy degradują białka komórkowe, przecinając wiązanie peptydowe za resztą asparaginianu. Kaspazy związane są także z funkcjonowaniem układu odpornościowego, gdzie umożliwiają potranslacyjną modyfikację cytokin oraz gdy kaskada kaspaz jest uruchamiana w reakcji cytotoksycznej.
    Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.
    Ligand Fas, inaczej FasL (oznaczany też nazwami: CD95L, CD178) – białko transbłonowe typu II (homotrimer), będący cytokiną z rodziny TNF. Jego oddziaływanie z transbłonowym receptorem Fas (FasR, CD95, APO-1, TNFRSF6) na komórkach docelowych indukuje apoptozę, a także ma znaczenie w immunoregulacji i progresji nowotworów.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.054 sek.