Апоптоз и программируемая клеточная смерть

Апоптоз — это упорядоченная, генетически контролируемая форма клеточной смерти, которая аккуратно разбирает клетку, процесс, необходимый для формирования тканей и удаления ненужных клеток.

Definition

Апоптоз — это регулируемая форма программируемой клеточной смерти, при которой клетка активирует внутреннюю протеолитическую программу, которая расщепляет ее на фрагменты, ограниченные мембраной, для чистого удаления.

Scope

Эта тема охватывает морфологию и назначение апоптоза, каспазные протеазы, которые его осуществляют, внутренний митохондриальный и внешний рецепторный пути смерти, которые их активируют, регуляторное семейство белков Bcl-2 и клиренс апоптотических клеток.

Core questions

• Что отличает апоптоз от случайной гибели клеток?
• Какую роль играют каспазы в осуществлении апоптоза?
• Как внутренний и внешний пути запускают апоптоз?
• Как решение жить или умереть регулируется семейством Bcl-2?

Key theories

Апоптоз как регулируемая программа

Керр, Уайлли и Карри идентифицировали апоптоз как отдельный, контролируемый режим клеточной смерти с характерной морфологией, отличный от пассивного некроза.

Генетический контроль программируемой клеточной смерти

Генетический анализ у нематод выявил определенные гены, которые направляют программируемую клеточную смерть, установив консервативный молекулярный механизм, лежащий в основе апоптоза.

Mechanisms

Апоптоз осуществляется каспазами — протеазами, которые существуют в виде неактивных предшественников и, после активации, расщепляют множество клеточных мишеней для разборки клетки, сохраняя при этом целостность мембраны. Внутренний путь реагирует на внутренний стресс, повышая проницаемость митохондрий для высвобождения факторов, активирующих каспазы, что регулируется балансом про- и антиапоптотических белков семейства Bcl-2. Внешний путь запускается лигандами рецепторов смерти на поверхности клетки. Образующиеся апоптотические тельца распознаются и поглощаются соседними клетками, избегая воспаления.

Clinical relevance

Апоптоз формирует развивающиеся ткани, удаляет избыточные или поврежденные клетки и балансирует производство клеток, что делает его основополагающим для развития и гомеостаза. Представленное здесь описание является дескриптивным и не предписывающим.

History

Описание апоптоза Керром, Уайлли и Карри в 1972 году определило его морфологически; Хорвиц, работая на модели нематоды, установленной Бреннером, идентифицировал гены, контролирующие программируемую смерть, и выявил их консервативность.

Key figures

• John Kerr
• Andrew Wyllie
• Robert Horvitz
• Sydney Brenner

Seminal works

• kerr1972
• horvitz1986

Frequently asked questions

Что такое каспазы?

Каспазы — это протеазы, которые осуществляют апоптоз; они синтезируются в неактивной форме и, после активации, разрезают специфические клеточные белки для контролируемого расщепления клетки.

Почему апоптоз важен во время развития?

Программируемая смерть удаляет клетки, которые больше не нужны, помогая формировать структуры, такие как пальцы, и устранять избыточные клетки, что необходимо для нормального развития.