อะพอพโทซิสและการตายของเซลล์แบบมีโปรแกรม

อะพอพโทซิสเป็นการตายของเซลล์แบบมีระเบียบและถูกควบคุมด้วยพันธุกรรม ซึ่งจะสลายเซลล์อย่างหมดจด เป็นกระบวนการที่จำเป็นต่อการสร้างเนื้อเยื่อและการกำจัดเซลล์ที่ไม่ต้องการ

Definition

อะพอพโทซิสเป็นรูปแบบหนึ่งของการตายของเซลล์แบบมีโปรแกรมที่ถูกควบคุม ซึ่งเซลล์จะกระตุ้นโปรแกรมการย่อยสลายโปรตีนภายในที่สลายเซลล์ออกเป็นชิ้นส่วนที่หุ้มด้วยเยื่อหุ้มเพื่อการกำจัดที่สะอาด

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมสัณฐานวิทยาและวัตถุประสงค์ของอะพอพโทซิส เอนไซม์แคสเปสที่ทำหน้าที่ดำเนินการอะพอพโทซิส วิถีภายในไมโทคอนเดรียและวิถีภายนอกผ่านตัวรับการตายที่กระตุ้นเอนไซม์เหล่านี้ ตระกูลโปรตีน Bcl-2 ที่ควบคุม และการกำจัดเซลล์อะพอพโทซิส

Core questions

• อะไรคือสิ่งที่ทำให้อะพอพโทซิสแตกต่างจากการตายของเซลล์โดยอุบัติเหตุ?
• แคสเปสมีบทบาทอย่างไรในการดำเนินการอะพอพโทซิส?
• วิถีภายในและวิถีภายนอกกระตุ้นอะพอพโทซิสได้อย่างไร?
• การตัดสินใจที่จะมีชีวิตอยู่หรือตายถูกควบคุมโดยตระกูล Bcl-2 ได้อย่างไร?

Key theories

อะพอพโทซิสในฐานะโปรแกรมที่ถูกควบคุม

Kerr, Wyllie และ Currie ระบุว่าอะพอพโทซิสเป็นรูปแบบการตายของเซลล์ที่แตกต่างกันและถูกควบคุม โดยมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่เฉพาะเจาะจง แยกจากการตายของเนื้อเยื่อแบบพาสซีฟ

การควบคุมทางพันธุกรรมของการตายของเซลล์แบบมีโปรแกรม

การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในหนอนตัวกลมเผยให้เห็นยีนที่กำหนดซึ่งควบคุมการตายของเซลล์แบบมีโปรแกรม สร้างกลไกระดับโมเลกุลที่อนุรักษ์ไว้ซึ่งเป็นพื้นฐานของอะพอพโทซิส

Mechanisms

อะพอพโทซิสถูกดำเนินการโดยแคสเปส ซึ่งเป็นเอนไซม์โปรติเอสที่อยู่ในรูปสารตั้งต้นที่ไม่ทำงาน และเมื่อถูกกระตุ้น จะตัดเป้าหมายภายในเซลล์หลายชนิดเพื่อสลายเซลล์ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้ม วิถีภายในตอบสนองต่อความเครียดภายในโดยการเพิ่มการซึมผ่านของไมโทคอนเดรียเพื่อปล่อยปัจจัยที่กระตุ้นแคสเปส ซึ่งถูกควบคุมโดยความสมดุลของโปรตีนตระกูล Bcl-2 ที่ส่งเสริมและยับยั้งอะพอพโทซิส วิถีภายนอกถูกกระตุ้นโดยลิแกนด์ของตัวรับการตายที่ผิวเซลล์ ร่างกายอะพอพโทซิสที่เกิดขึ้นจะถูกจดจำและกลืนกินโดยเซลล์ข้างเคียง ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงการอักเสบ

Clinical relevance

อะพอพโทซิสช่วยสร้างเนื้อเยื่อที่กำลังพัฒนา กำจัดเซลล์ส่วนเกินหรือเซลล์ที่เสียหาย และรักษาสมดุลของการผลิตเซลล์ ทำให้เป็นพื้นฐานของการพัฒนาและการรักษาสมดุลของร่างกาย การรักษาในที่นี้เป็นแบบพรรณนาและไม่เป็นการสั่งยา

History

การอธิบายอะพอพโทซิสในปี 1972 โดย Kerr, Wyllie และ Currie ได้กำหนดลักษณะทางสัณฐานวิทยาของมัน Horvitz ซึ่งทำงานในแบบจำลองหนอนตัวกลมที่ Brenner สร้างขึ้น ได้ระบุยีนที่ควบคุมการตายแบบมีโปรแกรมและเปิดเผยการอนุรักษ์ของยีนเหล่านั้น

Key figures

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

Seminal works

• kerr1972
• horvitz1986

Frequently asked questions

แคสเปสคืออะไร?

แคสเปสเป็นเอนไซม์โปรติเอสที่ทำหน้าที่ดำเนินการอะพอพโทซิส โดยถูกสร้างขึ้นในรูปที่ไม่ทำงาน และเมื่อถูกกระตุ้น จะตัดโปรตีนในเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อสลายเซลล์ในลักษณะที่ถูกควบคุม

ทำไมอะพอพโทซิสจึงมีความสำคัญในระหว่างการพัฒนา?

การตายแบบมีโปรแกรมจะกำจัดเซลล์ที่ไม่จำเป็นอีกต่อไป ช่วยในการสร้างโครงสร้างต่างๆ เช่น นิ้วมือและนิ้วเท้า และกำจัดเซลล์ส่วนเกิน ซึ่งจำเป็นต่อการพัฒนาตามปกติ