apoptózis definíció
az apoptózis olyan folyamat, amely többsejtű, amikor egy sejt szándékosan “úgy dönt”, hogy meghal. Ez gyakran az egész szervezet nagyobb hasznára válik, például amikor a sejt DNS-e megsérül, és rákossá válhat.
az apoptózist “programozott” sejthalálnak nevezik, mert ez a sejt DNS-jében található biokémiai utasítások miatt történik; ez ellentétes a “nekrózis” folyamatával, amikor egy sejt meghal külső trauma vagy nélkülözés miatt.,
Mint sok más komplex sejtszintű folyamatok által kiváltott apoptózis jel molekulák, amelyek mondja a sejt ideje elkövetni mobil “öngyilkosság.”
az apoptózis két fő típusa az “intrinsic utak”, ahol egy sejt jelet kap, hogy elpusztítsa magát az egyik saját génjétől vagy fehérjétől a DNS-károsodás kimutatása miatt; és” extrinsic utak”, ahol egy sejt jelet kap az apoptózis elindításához a szervezet más sejtjeiből., Az extrinsic útvonal akkor indítható el, amikor a szervezet felismeri, hogy egy sejt túlélte hasznosságát, vagy már nem jó befektetés a szervezet számára.
az apoptózis szerepet játszik néhány fontos orvosi folyamat előidézésében és megelőzésében. Emberben az apoptózis fontos szerepet játszik a rák megelőzésében azáltal, hogy a sérült DNS-sel rendelkező sejteket “öngyilkosságra” készteti, mielőtt rákossá válhatnak., Szerepet játszik az izmok atrófiájában is, ahol a test úgy dönt, hogy már nem jó ötlet kalóriát költeni az izomsejtek fenntartására, ha a sejteket nem használják rendszeresen.
Mert apoptózis lehet a rák megelőzésében, illetve azért, mert a problémák apoptózis vezethet, hogy egyes betegségek, apoptózis vizsgálták intenzíven a tudósok, mivel az 1990-es években.
a Funkció az Apoptózis
Apoptózis fontos evolúciós alkalmazkodás, mert lehetővé teszi a szervezetek, hogy elpusztítsa a saját sejtek., Első pillantásra ez szörnyű ötletnek tűnhet. Miért pusztítanád el magad egy részét?
Nos, talán ha ez a részed veszélyessé vált a többiekre, mint a sérült DNS-s sejtek esetében, amelyek rákossá válhatnak. Az apoptózis a rák előtti sejtek fő gyilkosa, és azok a mutációk, amelyek megakadályozzák az apoptózis helyes működését, sokkal nagyobb valószínűséggel kapnak rákot.
a többsejtű organizmusok olyan sejteket is elveszíthetnek, amelyek már nem hasznosak a szervezet számára. Megosztunk néhány igazán látványos példát, amikor a sejthalál jó dolog az alábbiakban.,
Példák az Apoptózis
A Ebihal, hogy Béka
Egy látványos példa erre található béka az ebihalak, amelyek elpusztítják, majd újra felvenni a teljes test szerkezetek, mint ők mennek az átalakulás, a békák.
az ebihal kopoltyúiból, uszonyaiból és farkából származó sejtek “azt mondják”, hogy apoptózis jelekkel halnak meg, amint az ebihal érlelődik. Ezeknek a disszemblált sejteknek a nyersanyagai építőanyagokká és táplálékká válnak új, növekvő végtagjaik számára.,
emberi idegrendszer fejlődése
az emberi idegrendszer korai fejlődése során hatalmas számú sejt hal meg apoptózis útján. Miért lenne ez így?
Az igazság az, hogy a tudósok nem teljesen biztosak abban, hogy miért fordul elő annyi programozott sejthalál a fejlődő idegrendszerben. Egyesek szerint azért, mert a megfelelő kapcsolatok kialakítása összetett és potenciálisan nehéz folyamat a fiatal neuronok számára; és mivel az idegrendszer maximális hatékonysága határozottan a szervezet érdeke.,
az idegek hatalmas mennyiségű energiát igényelnek a működéshez-valójában az idegrendszer az emberi testben elfogyasztott kalóriák mintegy 20-25% – át fogyasztja!
a neuronoknak is meg kell találniuk az utat a nagyon pontos célokhoz. A fejlődés korai szakaszában a neuronok az őssejtek “szüleinek” dühösen osztódó sejtjeiből nőnek, és kémiai jeleket követnek, hogy megtalálják a megfelelő célsejteket, amelyekkel kapcsolatba léphetnek. Kapcsolatot kell kialakítani az agy és a bőr között, az agy és az izmok között, az agy neuronjai és a retina rúd – és kúpsejtjei között stb..,
ennek a hihetetlenül összetett célzásnak a létrehozásához a fejlődő idegrendszer egyszerűen túl sok sejtet termel. Azokat, amelyek hatékonyan kapcsolódnak a megfelelő célokhoz, gyakran használják, és megőrzik őket. De azok, amelyek nem érintkeznek hatékonyan, és nem használják gyakran elpusztulnak apoptózis.
lehet, hogy ez az elmélet arról, hogy a neuronok miért halnak meg a fejlődés során, helyes; az is lehet, hogy a tudósok olyan fontos felfedezéseket tesznek, amelyekről még nem álmodtunk, ez megmagyarázza, miért van annyi apoptózis a fejlődő idegrendszerben., Minden bizonnyal további kutatásra van szükség!
egér láb
az embrionális fejlődés során az egerek lábai lapos, ásó alakú dolgokként indulnak ki. Ahogy a fejlődés folytatódik, a lábak öt különálló lábujjra oszlanak az – kitaláltad-apoptózis folyamatában! A lábujjakat összekötő sejtek elpusztulnak, hogy megkülönböztessék a köztük lévő réseket.
Ez egy példa arra, hogy a programozott sejthalál hogyan használható hasznos struktúrák alakítására és hasznos funkciók létrehozására, a szükségtelenektől való megszabadulás mellett.,
apoptózis és rák
az apoptózis egyik elsődleges funkciója a szervezet többi részére veszélyes sejtek elpusztítása. Az apoptózis gyakori oka az, amikor egy sejt felismeri, hogy DNS-e súlyosan megsérült. Ezekben az esetekben a DNS-károsodás apoptózisos utakat vált ki, biztosítva, hogy a sejt ne váljon rosszindulatú rákká.
azonban egyértelműen ez a folyamat néha sikertelen. A rák minden esete feltehetően olyan esetek, amikor a sérült sejt nem követett el apoptózist, hanem inkább önmagából többet tett.,
az apoptózis nem fordulhat elő, ha az ehhez szükséges alapvető gének a sérültek között vannak. Egyes orvosok és tudósok azonban intenzíven tanulmányozták az apoptózist abban a reményben, hogy képesek lesznek megtanulni kiváltani kifejezetten a rákos sejtekben új gyógyszerek vagy más terápiák alkalmazásával.
mint minden rákos sejtek elpusztítására tervezett gyógyszer esetében, az apoptózis kiváltására tervezett gyógyszerekkel szemben az a kihívás, hogy ezek a gyógyszerek csak a rákos sejteket befolyásolják. Nagyon veszélyes lehet egy olyan gyógyszer, amely egészséges sejteket, valamint rákos sejteket okoz a programozott sejthalál elkövetésében.,
a kép szintén nem lehet olyan egyszerű, mint “a rák akkor fordul elő, amikor az apoptózis sikertelen.”A kutatások azt sugallták, hogy egyes rákok olyan sejtpopulációkban fordulhatnak elő, ahol az apoptózis könnyebben fordul elő, mint kellene; valószínűleg ezek a sejtek kénytelenek voltak “megtanulni”, hogy figyelmen kívül hagyják a túlzottan lelkes apoptózis jeleket, és később nem követnek el apoptózist még akkor sem, ha súlyos károkat szenvedtek.,
más kutatások kimutatták, hogy a gyógyszerek hatása miatt elhaló rákos sejtek gyakran apoptózissal halnak meg – ami arra utal, hogy a különösen apoptózis-rezisztens rákok is különösen kezelési rezisztensek lehetnek.
sokkal több kutatásra van szükség a rákkezelés témájában, az apoptózis utak megértése pedig rendkívül ígéretes út az új áttörések készítéséhez!
apoptózis útvonal
az apoptózis két fő típusa létezik, amelyek mindegyike fontos pontot mutat az apoptózis kiváltásának módjáról és arról, hogy miért hasznos.,
mindkét fő útvonalat az alábbi ábra szemlélteti. A lépéseket részletesebben a következő listák:
Külső Út
a “külső” út apoptózis, egy jelet kapott a cella előtt, arra utasítja, hogy vállalják programozott sejthalál. Ez akkor fordulhat elő, ha a sejtre már nincs szükség, vagy ha beteg.,
Mint sok utak az, hogy komplex változások a sejt, a külső út apoptózis magában foglalja a sok lépéseket, amelyek mindegyike “upregulated” vagy “downregulated” a génexpresszió vagy más molekulák:
1. Lépés:
Mint a legtöbb jelzés a sejtek között, a külső út az apoptózis kezdődik egy szignál molekula kötelező, hogy egy receptor, a külső a sejtmembrán.
a kémiai hírvivők két gyakori típusa, amelyek az extrinsic utat az apoptózishoz indítják, a FAS és a TRAIL., Ezeket a molekulákat a szomszédos sejtek választhatják ki, ha egy sejt sérült vagy már nincs szükség.
a FAS-hoz és a TRAIL-hez kötődő receptorokat “FASR” – nak, a “FAS-Receptor” – hoz vagy a “TRAILR” – hez “TRAIL-receptornak” nevezik.”
mint a legtöbb receptorfehérjénél, amikor a FASR és a TRAILR találkozik a jelmolekulájukkal – amelyet néha “ligandumnak” neveznek–, hozzá kötődnek.
a kötési folyamat megváltoztatja a receptor intracelluláris doménjét.
2. lépés:
a TRAILR vagy FASR intracelluláris tartományában bekövetkező változásokra adott válaszként a sejten belül a Fadd nevű fehérje is megváltozik.,
FADD neve szórakoztató vagy félelmetes: a “FAS-hoz kapcsolódó halál domén” fehérjét jelenti.
miután a Fadd-t a receptor változásai aktiválták, kölcsönhatásba lép két további fehérjével, amelyek tovább folytatják a sejthalál folyamatát.
3. lépés:
Pro-kaszpáz-8 és pro-kaszpáz-10 inaktív fehérjék, amíg kölcsönhatásba nem lépnek egy aktivált FADD-vel. De ha ezek közül a molekulák közül kettő aktivált FADD-vel találkozik, akkor a fehérjék azon részei, amelyek inaktívak maradnak, “hasítanak” vagy “levágják”.,
a Pro-kaszpázok ezután kaszpáz-8 és kaszpáz-10-ekké válnak – amelyeket a tudósok romantikusan “a vég kezdetének” neveznek az apoptózis elindításában betöltött szerepük miatt.
Caspases-8 -10 eloszlassa keresztül a citoplazmában, ami változás, hogy több más molekulák egész sejt, beleértve a hírvivők, hogy indul a bontás a DNS-e után bekapcsolódott a caspases.
4. lépés:
egy másik inaktív molekula, a BID, tBID-ként alakul át, amikor az aktivált kaszpázok levágják a BID azon részét, amely inaktívvá teszi a molekulát.,
miután a licit tbiddé alakul, a tbid a mitokondriumba költözik. a tbid aktiválja a bax és BAK molekulákat.
A BAX és a BAK aktiválása az első lépések, amelyeket mind az extrinsic, mind az intrinsic utak osztanak meg az apoptózishoz.
az itt felsorolt 1-4. lépések egyediek az extrinsic útvonalra. De a BAX és a BAK aktiválása után a következő lépések megegyeznek mindkét út között.
mint ilyen, az alábbiakban felsorolt belső út 3-7. lépései szintén az extrinsic útvonal 5-9. lépései!,
Intrinsic útvonal
1. lépés:
az apoptózis intrinsic útját stressz vagy a sejt károsodása váltja ki. A stressz és a károsodás típusai, amelyek a sejtet apoptózishoz vezethetik, magukban foglalják a DNS károsodását, az oxigénhiányt és más olyan stresszeket, amelyek károsítják a sejt működését.
ezekre a károkra vagy stresszekre válaszul a sejt “úgy dönt”, hogy folyamatos létezése veszélyes vagy költséges lehet a szervezet egészére. Ezután aktiválja a “BH3-csak fehérjéknek” nevezett fehérjéket.,”
2. lépés:
BH3-csak a fehérjék egy csoportja, amely több pro – és anti-apoptózis fehérjét is tartalmaz. Az apoptózis ösztönözhető vagy elriasztható, attól függően, hogy melyik BH3-csak fehérjék aktiválódnak vagy expresszálódnak.
Pro-apoptotikus BH3-csak a fehérjék aktiválják a BAX – ot és a BAK-ot-ugyanazokat a fehérjéket, amelyeket a tbid aktivál, miután az extrinsikus úton az apoptózishoz vezet.
3. lépés:
aktivált BAX és BAK okoz olyan állapot ismert, mint ” MOMP.”MOMP jelentése” mitokondriális külső membrán permeabilitás.,”
a MUMPP az apoptózis” visszatérési pontja”. A MOM-hoz vezető lépéseket gátló molekulákkal meg lehet állítani a nyomukban, de ha Mom-ot sikerült elérni, a sejt befejezi a halálozási folyamatot.
a MOMP kulcsszerepet játszik az apoptózisban azáltal, hogy lehetővé teszi a citokróm C felszabadulását a citoplazmába.
4. lépés:
normál körülmények között a citokróm C kulcsszerepet játszik a mitokondriális elektronszállítási láncban. A mumpsz során azonban a citokróm C kikerülhet a mitokondriumból, és jelzőmolekulaként működhet a sejt citoplazmájában.,
a Citokróm-C a sejt citoplazma kéri, hogy a formáció a baljós hangzású “apoptosome” – egy összetett fehérje, amely elvégzi a végső lépés a kezdet sejtek pusztulását.
5. lépés:
az apoptoszóma, miután kialakult, a pro-kaszpáz-9-et kaszpáz-9-re alakítja.
csakúgy, mint a kaszpáz-8 és -10 aktiválásakor az apoptózishoz vezető extrinsic úton, a kaszpáz-9 képes további változásokat kiváltani a sejtben.
6. lépés:
A kaszpáz-9 számos funkciót hajt végre az apoptózis elősegítésére. A legfontosabb a kaszpázok aktiválása-3 és -7.,
7. lépés:
aktiválás után a kaszpáz-3 és -7 megkezdi a sejtanyagok lebontását. A kaszpáz-3 kondenzálódik és lebontja a sejt DNS-ét.
mikor fordul elő apoptózis?
apoptózis akkor fordul elő, amikor a sejt létezése már nem hasznos a szervezet számára. Ez néhány okból előfordulhat.
Ha egy sejt súlyosan stresszes vagy sérült, akkor apoptózist követhet el, hogy megakadályozza, hogy veszélyessé váljon a szervezet egészére. Például a DNS-károsodással rendelkező sejtek rákossá válhatnak, ezért jobb, ha apoptózist követnek el, mielőtt ez megtörténhet.,
más celluláris feszültségek, például az oxigénhiány, a sejt “eldöntheti”, hogy veszélyes vagy költséges a gazdaszervezet számára. Azok a sejtek, amelyek nem képesek megfelelően működni, apoptózist kezdeményezhetnek, csakúgy, mint a DNS-károsodást tapasztalt sejtek.
egy harmadik forgatókönyv szerint a sejtek apoptózist követhetnek el, mivel a szervezetnek természetes fejlődése miatt már nincs szüksége rájuk.
az egyik híres példa a tadpole, amelynek kopoltyú, fin, és farok sejtek elkövetni apoptózis, mint a tadpole metamorfózis egy béka., Ezekre a szerkezetekre akkor van szükség, amikor a tadpole vízben él – de költséges és káros lesz, amikor szárazföldre költözik.
kvíz
1. Az alábbiak közül melyik nem számíthat arra, hogy kiváltja az apoptózist?
A. a sejt DNS-jének károsodása
B. hosszú távú oxigénhiány
C. Egy szervezet életciklusának új szakaszába lép, egyes sejtek elavulttá válnak
D. A fentiek egyike sem
2., Az alábbiak közül melyik fordulhat elő, ha egy mutáció lehetetlenné tette az apoptózist?
A. Az idegrendszer lehet, hogy nem fejlődik megfelelően
B. Rák válhat sokkal valószínűbb,
C. rovar lehet, hogy nem képes alávetni átváltozások
D. a fenti
3. Mi a különbség az apoptózis extrinsic és intrinsic útvonalai között?
A., Az extrinsic utat a sejten kívülről érkező jel váltja ki, míg a belső utat a sejten belüli események váltják ki.
B. az extrinsic útvonalnak több lépése van, mivel a jelet a sejtmembránból kell továbbítani.
C. az extrinsic útvonal aktiválja a BAK-ot és a BAX-ot, míg az intrinsic útvonal nem.
D. A és B