Apoptoosin Määrittely
Apoptoosi on prosessi, joka tapahtuu solu-solu tarkoituksellisesti ”päättää” kuolla. Tämä tapahtuu usein suurempi hyvä koko organismin, kuten silloin, kun solun DNA on vaurioitunut ja se voi muuttua syöväksi.
Apoptoosin kutsutaan ”ohjelmoitu” solun kuolemaan, koska se tapahtuu johtuu biokemiallisia ohjeet solussa on DNA: ta; tämä on vastakohtana prosessi ”kuolio”, kun solu kuolee, koska ulkopuolella trauma tai puutetta.,
Kuten monet muut monimutkaiset solun prosesseja, apoptoosin laukaisee signaalin molekyylejä, jotka kertovat solun on aika sitoutumaan cellular ”itsemurha.”
kaksi päätyyppiä apoptoosin reitit ovat ”luontaisia polkuja”, jossa solu vastaanottaa signaalin tuhota itsensä yhdestä omia geenejä tai proteiineja, koska tunnistus, DNA-vaurioita, ja ”ulkoista polkuja”, jossa solu vastaanottaa signaalin aloittaa apoptoosin muiden solujen elimistössä., Myös ulkoinen polku voidaan käynnistää, kun organismi tunnustaa, että solu on tullut tiensä päähän, tai se ei ole enää hyvä sijoitus organismin tukea.
apoptoosi vaikuttaa joidenkin tärkeiden lääketieteellisten prosessien aiheuttamiseen ja estämiseen. Ihmisillä, apoptoosi on merkittävä rooli ehkäisyssä syöpä aiheuttaa solujen vaurioitunut DNA tekemään ”itsemurhan”, ennen kuin ne voivat muuttua syöväksi., Sillä on merkitystä myös lihasten surkastumisessa, jossa keho päättää, ettei kaloreita kannata enää käyttää lihassolujen ylläpitoon, jos soluja ei käytetä säännöllisesti.
Koska apoptoosin voi estää syövän, ja koska ongelmia apoptoosin voi aiheuttaa joitakin sairauksia, apoptoosia on tutkittu intensiivisesti tutkijat 1990-luvulta lähtien.
Toiminto Apoptoosin
Apoptoosin on tärkeä evoluution sopeutumista, koska se mahdollistaa eliöiden tuhota omia solujaan., Ensi silmäyksellä se voi kuulostaa kamalalta ajatukselta. Miksi tuhoaisit osan itsestäsi?
No, ehkä jos se osa itse oli tullut vaarallinen muille, kuten tapauksessa solujen vaurioitunut DNA, joka voi muuttua syöväksi. Apoptoosi on merkittävä tappaja pre-syöpäsoluja, ja ihmiset, joilla on mutaatioita, jotka estävät apoptoosia toimimasta oikein, olet paljon enemmän todennäköisesti saada syövän.
Solu-organismit voivat myös haluta menettää soluja, jotka eivät enää ole hyödyllisiä organismin. Jaamme näyttäviä esimerkkejä siitä, milloin solukuolema on hyvä asia alla.,
Esimerkkejä Apoptoosin
Mistä Nuijapää Sammakko
upea esimerkki tästä löytyy sammakon nuijapäitä, jotka tuhoavat ja uudelleen imeä koko kehon rakenteita, koska ne tehdään niiden muuttumista sammakoita.
– Soluja nuijapää on kidukset, evät ja pyrstö ovat ”kertoi” kuolemaan apoptoosin signaalit kuin nuijapää kypsyy. Näiden paloiteltujen solujen raaka-aineista tulee rakennusmateriaaleja ja ruokaa uusille kasvaville raajoilleen.,
Ihmisen Hermoston Kehitys
Aikana varhaista kehitystä ihmisen hermostoon, valtava määrä solut kuolevat apoptoosin kautta. Miksi niin pitäisi olla?
totuus on, että tutkijat eivät ole täysin varmoja, miksi kehittyvässä hermostossa tapahtuu niin paljon ohjelmoitua solukuolemaa. Jotkut ajattelevat se on, koska muodostaen oikeat yhteydet on monimutkainen ja mahdollisesti vaikea prosessi nuorille neuronien; ja koska maksimaalisen tehokkuuden hermosto on ehdottomasti organismin edun mukaista.,
Hermot vaadi suuria määriä energiaa toimiakseen – itse asiassa, hermoston kuluttaa noin 20-25% kaikista kulutettuja kaloreita ihmiskehossa!
neuronien on myös löydettävä tiensä hyvin tarkkoihin kohteisiin. Varhaisessa kehitysvaiheessa, neuronien kasvaa hurjasti jakamalla kantasolujen ”vanhemmat” ja noudata kemiallisia signaaleja, yrittää löytää oikea kohde solujen yhteyden. Yhteyksiä on muodostettava aivojen ja ihon, aivojen ja lihasten, aivojen neuronien ja verkkokalvon sauva-ja kartio-solujen välillä jne..,
tämän uskomattoman monimutkaisen kohdistuksen luomiseksi kehittyvä hermosto yksinkertaisesti kasvattaa aivan liikaa soluja. Ne, jotka yhdistävät tehokkaasti oikean tavoitteita käytetään usein, ja ne säilytetään. Mutta ne, jotka eivät ota yhteyttä tehokkaasti ja joita ei käytetä usein kuolevat pois apoptoosi.
Se voi olla, että tämä teoria siitä, miksi neuronien kuolee kehityksen aikana on oikea; se voi myös olla, että tutkijoiden tulee tehdä tärkeitä löytöjä emme ole haaveillut vielä, että selittää, miksi siellä on niin paljon apoptoosin kehittyvään hermostoon., Lisää tutkimusta tarvitaan varmasti!
hiiren jalat
alkionkehityksen aikana hiirten jalat alkavat litteinä, lapion muotoisina asioina. Kehityksen edetessä jalat erkanevat viiteen erilliseen varpaaseen-arvasit sen-apoptoosin avulla! Solut, jotka yhdistävät varpaat kuolevat pois, jotta voidaan luoda erillisiä aukkoja niiden välillä.
Tämä on esimerkki siitä, miten ohjelmoidun solukuoleman voidaan käyttää muoto hyödyllisiä rakenteita ja luoda hyödyllisiä ominaisuuksia, lisäksi, päästä eroon yk tarvitsi niitä.,
apoptoosi ja syöpä
yksi apoptoosin ensisijainen tehtävä on tuhota muulle organismille vaarallisia soluja. Yleinen syy apoptoosin on, kun solu tunnistaa, että sen DNA on pahasti vaurioitunut. Näissä tapauksissa DNA-vaurio laukaisee apoptoosireitit varmistaen, ettei solusta voi tulla pahanlaatuinen syöpä.
on kuitenkin selvää, että tämä prosessi joskus epäonnistuu. Kaikki syöpätapaukset ovat oletettavasti tapauksia, joissa vaurioitunut solu ei tehnyt apoptoosia, vaan jatkoi tehdä itsestään enemmän.,
apoptoosia ei välttämättä voi esiintyä, jos siihen tarvittavat välttämättömät geenit ovat vaurioituneita. Kuitenkin, jotkut lääkärit ja tutkijat ovat tutkineet apoptoosin intensiivisesti toivoo, että he voivat oppia laukaista sen, erityisesti syöpäsolut käyttävät uusia lääkkeitä tai muita hoitoja.
Kuten kaikki lääkkeet, joiden tarkoituksena on tappaa syöpäsoluja, haaste kanssa lääkkeitä, joiden tarkoituksena on aiheuttaa apoptoosin on varmistaa, että nämä lääkkeet vain vaikutus syöpäsoluja. Lääkitys, joka saa terveet solut ja syöpäiset sitoutumaan ohjelmoituun solukuolemaan, voi olla hyvin vaarallinen.,
kuva ei välttämättä myöskään ole aivan yhtä yksinkertainen kuin ”syöpä syntyy, kun apoptoosi epäonnistuu.”Tutkimus on ehdottanut, että jotkut syövät voi syntyä solujen populaatioita, joissa apoptoosia tapahtuu helpommin kuin sen pitäisi; mahdollisesti näiden solujen on ollut pakko ”oppia” sivuuttaa yli-innostunut apoptoosin signaaleja, ja sen jälkeen ei ole tehnyt apoptoosin silloinkin, kun he ovat kärsineet vakavia vaurioita.,
Muut tutkimus on paljastanut, että syöpä soluja, jotka kuolevat, koska vaikutukset lääkitys usein kuolevat apoptoosin – mikä viittaa siihen, että syöpiä, jotka ovat erityisen apoptoosin kestävä voi myös olla erityisesti hoito-kestävä.
Paljon lisää tutkimusta tarvitaan aiheesta syöpä, ja ymmärrystä apoptoosin väyliä on yksi erittäin lupaava avenue tehdä uusia läpimurtoja!
Apoptoosin Polku
On olemassa kaksi päätyyppiä apoptoosin reittejä, joista jokainen kuvaa tärkeä kohta siitä, miten apoptoosi käynnistyy ja miksi se on hyödyllinen.,
molemmat pääväylät on havainnollistettu alla olevassa grafiikassa. Vaiheet käsitellään tarkemmin seuraavissa luetteloissa:
Ulkoinen Polku
Vuonna ”ulkoista” polku apoptoosin, signaali vastaanotetaan solun ulkopuolella on määrännyt tekemään ohjelmoidun solukuoleman. Tämä voi tapahtua, jos solua ei enää tarvita tai jos se on sairas.,
Kuten monet väyliä aikaan monimutkaisia muutoksia solun ulkoinen polku apoptoosin liittyy monia vaiheita, joista jokainen voi olla ”upregulated” tai ”downregulated” geeni lauseke tai muita molekyylejä:
Vaihe 1:
Kuten useimmat signalointi välillä solujen ulkoista polun apoptoosin alkaa signaalin molekyylin sitova reseptorin ulkopuolella solun kalvo.
Kaksi yhteistä tyyppisiä kemiallisia sanansaattajia, jotka laukaisevat ulkoista polku apoptoosin ovat FAS-ja TRAIL., Nämä molekyylit voivat erittyä naapurisoluista, jos solu on vaurioitunut tai sitä ei enää tarvita.
FAS-ja TRAIL-reseptoreihin sitoutuvia reseptoreita kutsutaan ”FASR” – Reseptoriksi tai ”TRAILR” – TRAIL-Reseptoriksi.”
Kuten useimmat reseptoriin proteiineja, kun FASR ja TRAILR kohtaavat niiden signaalin molekyyli – joskus kutsutaan ”ligandin” – he sitoutuvat se.
sitoutumisprosessi aiheuttaa muutoksia reseptorin solunsisäiseen domeeniin.
Vaihe 2:
vastauksena muutoksia solunsisäinen verkkotunnuksen TRAILR tai FASR, proteiini solun sisällä kutsutaan FADD myös muutoksia.,
FADDIN nimi on joko huvittava tai pelottava: se tarkoittaa ”FAS-liitännäistä Death Domain” – proteiinia.
Kun FADD on aktivoitu muutoksia-reseptoriin, se on vuorovaikutuksessa kahden ylimääräisiä proteiineja, jotka menevät aloittaa prosessi solujen kuoleman.
Vaihe 3:
Pro-caspase-8 ja pro-caspase-10 ovat aktiivisia proteiineja, kunnes ne ovat vuorovaikutuksessa aktivoitu FADD. Mutta jos kaksi näistä molekyylit kohtaavat aktivoitu FADD, osat proteiineja, jotka pitää ne passiiviset ovat ”pilkottu” tai ”leikkaa” pois.,
pro-caspases sitten tullut caspase-8 ja caspase-10 – joka on ollut romanttisesti tarkoitettu tutkijoiden kuin ”alusta loppuun”, koska niiden rooli alkaa apoptoosin.
Caspases-8 ja -10 levitä kautta solulimaan ja laukaista muutoksia useiden muiden molekyylien koko solun, mukaan lukien sanansaattajia, jotka alkavat jakautuminen DNA: ta sen jälkeen kun se on aktivoitu, jonka caspases.
Vaihe 4:
Toinen aktiivinen molekyyli nimeltään TARJOUS muuttuu tBID kun aktivoitu caspases cleave pois osa TARJOUKSEN, joka pitää molekyylin aktiivinen.,
kun BID muuttuu tBID: ksi, tbid siirtyy mitokondrioihin. tBID aktivoi molekyylit BAX ja BAK.
aktivointi BAX ja BAK-ovat ensimmäiset askeleet jaettu sekä ulkoinen ja sisäinen väyliä apoptoosin.
tässä luetellut vaiheet 1-4 ovat ainutlaatuisia ekstriinisellä reitillä. Mutta kun BAX ja BAK ovat aktivoituneet, seuraavat vaiheet ovat samat molempien reittien välillä.
sellaisenaan alla luetellut luontaisen reitin vaiheet 3-7 ovat myös ekstriinisen reitin vaiheet 5-9!,
Luontainen Polku
Vaihe 1:
luontainen polku apoptoosin laukaisee stressiä tai vahinkoa solun. Tyypit stressiä ja vaurioita, jotka voivat johtaa solun apoptoosin sisältää vahingoittaa sen DNA: ta, hapen puutetta, ja muut rasitukset, joka heikentää solujen toimintakykyä.
vastauksena näihin vahingoista tai korostaa, solun ”päättää”, että sen olemassaolo saattaa olla vaarallista tai kallista organismin kokonaisuutena. Sen jälkeen se aktivoi joukon proteiineja, joita kutsutaan ” BH3-pelkiksi proteiineiksi.,”
Vaihe 2:
BH3 vain proteiineja ovat luokan proteiineja, mukaan lukien useita pro – ja anti-apoptoosin proteiineja. Apoptoosia voidaan edistää tai estää riippuen siitä, mitkä BH3-pelkät proteiinit aktivoituvat tai ilmentyvät.
Pro-apoptoottisen BH3 vain proteiineja aktivoida BAX ja BAK – sama proteiineja, jotka aktivoituvat tBID sen jälkeen, kun se on luotu kautta ulkoinen polku apoptoosin.
Vaihe 3:
aktivoitu BAX ja BAK aiheuttavat ns.”MOMP tarkoittaa mitokondrioiden ulompaa kalvon läpäisevyyttä.,”
MOMPIA pidetään apoptoosin” palautumispisteenä”. Portaat johtavat MOMP voidaan pysäyttää heidän etenemisensä estäjä molekyylejä, mutta kun MOMP on saavutettu, cell on täydellinen kuoleman prosessi.
MOMPILLA on keskeinen rooli apoptoosissa sallimalla sytokromi C: n vapautuminen sytoplasmaan.
Vaihe 4:
normaalioloissa, sytokromi C on keskeinen rooli mitokondrioiden elektroninsiirtoketju. MOMPIN aikana sytokromi C voi kuitenkin paeta mitokondrioita ja toimia signaalimolekyylinä solusytoplasmassa.,
Sytokromi-C-solun sytoplasmassa ohjeita muodostumista pahaenteinen kuulostava ”apoptosome” – monimutkainen proteiineja, jotka suorittaa lopullinen askel alkaa solujen jakautuminen.
Vaihe 5:
apoptosome, kun se on muodostunut, muuttuu pro-caspase-9 caspase-9.
Aivan kuten aktivointi caspases-8 ja -10-ulkoinen polku apoptoosin, caspase-9 pystyy laukaista muita muutoksia koko solun.
Vaihe 6:
Caspase-9 suorittaa useita toimintoja edistää apoptoosia. Tärkeimpiä on kaspaasi-3: n ja -7: n aktivoituminen.,
Vaihe 7:
Kun aktivoitu, caspases-3 ja -7 begin jakautuminen solujen materiaaleja. Kaspaasi-3 tiivistyy ja hajottaa solun DNA: n.
milloin apoptoosi ilmaantuu?
apoptoosi tapahtuu, kun solun olemassaolosta ei ole enää hyötyä eliölle. Tämä voi tapahtua muutamasta syystä.
jos solu on pahoin stressaantunut tai vaurioitunut, se voi sitoutua apoptoosiin estääkseen itseään muuttumasta koko organismille vaaralliseksi. Solut, joilla on esimerkiksi DNA-vaurioita, voivat muuttua syöviksi, joten niiden on parempi tehdä apoptoosi ennen kuin se voi tapahtua.,
muut solukuormitukset, kuten hapenpuute, voivat myös saada solun ”päättämään”, että se on vaarallinen tai kallis isännälle. Solut, jotka eivät toimi kunnolla, voivat aloittaa apoptoosin, aivan kuten solut, jotka ovat kokeneet DNA-vaurioita.
kolmannessa skenaariossa, solut voivat sitoutua apoptoosin, koska organismi ei tarvitse niitä enää, koska sen luonnollinen kehitys.
Yksi kuuluisa esimerkki on, että nuijapää, jonka gill, fin ja hännän soluissa sitoutua apoptoosin kuin nuijapää muodonmuutoksia sammakoksi., Näitä rakenteita tarvitaan, kun nuijapää elää vedessä – mutta tulee kalliiksi ja haitalliseksi, kun se siirtyy kuivalle maalle.
Quiz
1. Mitä seuraavista et odota laukaisevan apoptoosia?
A. Vahingoittaa solun DNA:
B. Pitkän aikavälin hapen puutteesta
C. organismi siirtymässä uuteen vaiheeseen sen elinkaaren ajan, mikä tekee jotkut solut vanhentuneet
D. Mikään edellä
2., Mikä seuraavista voi tapahtua, jos mutaatio tekee apoptoosin mahdottomaksi?
A. hermostoa ei voi kehittyä kunnolla
B. Syöpä voi tulla paljon todennäköisemmin
C. hyönteinen voi kokea muodonmuutoksia
D. Kaikki edellä
3. Mikä on ero apoptoosin ekstriinisten ja luontaisten reittien välillä?
A., Ekstriinisen reitin laukaisee solun ulkopuolelta tuleva signaali, kun taas sisäinen reitti käynnistyy solun sisäisistä tapahtumista.
B. ulkoinen polku on enemmän vaiheita, koska signaali on välittää solun kalvo.
C. ekstriininen reitti aktivoi BAK: n ja BAX: n, kun taas luontainen reitti ei.
D. A ja B