www.wikidata.uk-ua.nina.az

Апоптоз Апопто з від дав гр απόπτωσις опадання листопад 2 найбільш розповсюджений тип запрограмованої клітинної смерті І

Апоптоз

Апопто́з (від дав.-гр. απόπτωσις — опадання, листопад) — найбільш розповсюджений тип запрограмованої клітинної смерті. Іншими словами — це сукупність клітинних процесів, що призводять до загибелі клітини. На відміну від іншого виду клітинної смерті — некрозу — при апоптозі не відбувається руйнування цитоплазматичної клітинної мембрани і, відповідно, вміст клітини не потрапляє в позаклітинне середовище. Характерною ознакою є фрагментація ДНК у міжнуклеосомальних ділянках специфічною ендонуклеазою — CAD (caspase activated DNase) на фрагменти з розміром, кратним 180—200 нуклеотидам. В результаті апоптозу відбувається утворення апоптичних тілець — мембранних везикул, які містять цілісні органели і фрагменти ядерного хроматину. Ці тільця поглинаються сусідніми клітинами чи макрофагами в результаті фагоцитозу. Оскільки позаклітинний матрикс не уражається клітинними ферментами, навіть при великій кількості апоптозних клітин, запалення не спостерігається.

Послідовні зображення морфологічних змін клітин раку простати DU145, що гинуть шляхом апоптозу внаслідок дії етопозиду. Зображення отримані за допомогою кількісної фазово-контрастної мікроскопії, зйомка впродовж 61 години
Ультраструктура неонатального кардіоміоцита в культурі після аноксії-реоксигенації, який закінчує життя самогубством (апоптоз). Електронна мікроскопія здійснена на мікроскопі Jeol 100 CX. Збільшення 8000.
(А) Нормальні ракові клітини та (B) клітини із апоптичною морофологією. Клітинна лінія —SK-OV-3 (аденокарциноми яєчників людини), індуктор апоптозу —білок scFV 4D5-дибарназа, фазовоконтрастна мікроскопія, збільшення 400х)

Процес апоптозу є необхідним для фізіологічного регулювання кількості клітин організму, для знищення старих клітин, для формування лімфоцитів, що не є реактивними до своїх антигенів (аутоантигенів), для осіннього опадання листків рослин, для цитотоксичної дії Т-лімфоцитів кіллерів, для ембріонального розвитку організму (зникнення шкірних перетинок між пальцями у ембріонів птахів) та іншого.

Порушення нормального апоптозу клітин призводить до неконтрольованого розмноження клітини і появи пухлини.

Термін «апоптоз» був вперше вжитий 1972 року Керром, Віллі і Керрі, які описали його як доповнювальний, але протилежний до мітозу механізм регуляції популяції тваринних клітин.

Значення апоптозу Редагувати

Неповне розділення пальців ніг через порушення апоптозу

Апоптоз — невід'ємна частина життєдіяльності більшості багатоклітинних організмів. Особливо важливу роль він відіграє у процесах розвитку. Наприклад кінцівки чотириногих закладаються як лопатоподібні вирости, а формування пальців відбувається завдяки загибелі клітин між ними. Також підлягають апоптозу більше не потрібні клітини, таким чином зокрема руйнується хвіст у пуголовків під час метаморфозу. У нервовій тканині хребетних під час ембріонального розвитку більше половини нейронів гинуть шляхом апоптозу відразу ж після утворення.

Також апоптоз є частиною системи контролю за «якістю» клітин, він дозволяє руйнувати ті з них, які неправильно розташовані, ушкоджені, нефункціональні або потенційно небезпечні для організму. Прикладом можуть бути T- та B-лімфоцити, які гинуть, якщо не несуть корисних антиген-специфічних рецепторів або несуть автореактивні. Шляхом апоптозу також помирає більшість лімфоцитів, активованих під час інфекції, після її подолання.

У дорослих організмів одночасна регуляція проліферації клітин та апоптозу дозволяє підтримувати сталі розміри цілої особини та її окремих органів. Наприклад, після вживавання препарату фенобарбітал, що стимулює проліферацію гепатоцитів, у пацюків збільшується печінка. Проте, відразу ж після припинення дії цієї речовини всі зайві клітини підлягають апоптозу, внаслідок чого розмір печінки повертається до нормального.

Також апоптоз відбувається, коли клітина «відчуває» велику кількість внутрішніх ушкоджень, які вона не може репарувати. Наприклад у разі пошкодження ДНК клітина може трансформуватись у ракову, щоб цього не сталось вона, за нормальних умов, «покінчує життя самогубством». Також гине шляхом апоптозу велика кількість клітин інфікованих вірусами.

Маркери апоптичних клітин Редагувати

Маркери апоптозу
Виявлення фрагментації ДНК в апоптичних клітинах методом TUNEL Препарат тканини печінки миші, ядро апоптичної клітини має коричневе забарвлення, оптична мікроскопія.
Виявлення фрагментації ДНК в апоптичних клітинах за допомогою електрофорезу в агарозному гелі. Зліва: ДНК виділена із апоптичних клітин — видно «драбинку ДНК»; посередині: маркери; справа: контрольний зразок ДНК із необроблених клітин. Клітинна лінія H4IIE (гепатома щурів), індуктором апоптозу — паракват, візуалізація за допомогою етидій броміду.
Зверху: виявлення конденсації та фрагментації хроматину шляхом зафарбовування флуоресцентним барвником (Hoechst 34580). Посередині: виявлення транслокації фосфадидилсерину в зовнішній листок плазмалеми шляхом зафарбовування аннексином V. Знизу: Мікрофотографія апоптичних клітин у світлому полі. Клітинна лінія — Jurkat, індуктор апоптозу — TRAIL, конфокальна та світлопольна оптична мікроскопія.

Клітини, що гинуть шляхом апоптозу, можна розпізнати за рядом морфологічних ознак. Вони стають меншими і більш щільними (пікноз), округлюються та втрачають псевдоподії, в них руйнується цитоскелет, розпадається ядерна мембрана, хроматин конденсується і фрагментується. На поверхні клітин з'являється велика кількість пухирців, якщо клітини достатньо великі, то вони розпадаються на оточені мембранами фрагменти — апоптичні тільця.

В апоптичних клітинах крім морфологічних відбувається також велика кількість біохімічних змін. Зокрема ДНК розрізається спеціальними нуклеазами у лінкерних ділянках між нуклеосомами на фрагменти рівної довжини. Тому при розділенні всієї ДНК апоптичної клітини за допомогою електрофорезу можна спостерігати характерну «драбинку». Інший метод виявлення фрагментації ДНК — мічення її вільних кінців за допомогою методу TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling).

Змін зазнає також і плазматична мембрана апоптичних клітин. За нормальних умов негативно заряджений фосфоліпід фосфатидилсерин міститься тільки в її внутрішньому (повернутому до цитозолю) шарі, проте під час апоптозу він «перескакує» у зовнішній листок. Ця молекула слугує сигналом «з'їж мене» для ближніх фагоцитів. Фосфатидилсерин-індуковане поглинання апоптичних клітин, на відміну від інших типів фагоцитозу, не призводить до виділення медіаторів запалення. Описана зміна плазмалеми лежить в основі ще одного методу виявлення клітин, що гинуть шляхом апоптозу — фарбування анексином V, що специфічно зв'язується із фосфатидилсерином.

Під час загибелі клітин шляхом апоптозу вони також втрачають електричний потенціал, що за нормальних умов існує на внутрішніх мембранах мітохондрій. Це явище можна використати для виявлення апоптичних клітин за допомогою позитивно заряджених флуоресцентних барвників, що в нормі накопичуються всередині мітохондрій завдяки негативному заряду на внутрішній поверхні їхніх внутрішніх мембран. Під час апоптозу рівень зафарбовування мітохондрій суттєво знижується. Маркером апоптозу також слугує вивільнення цитохрому c із мітохондрій у цитозоль.

Каспази — медіатори апоптозу Редагувати

Клітинні системи, що забезпечують проходження апоптозу, аналогічні у всіх тварин, центральне місце в них займає родина білків каспаз. Каспази — це протеази, що мають в активному центрі залишок цистеїну, і розрізають свої субстрати по специфічному залишку аспарагінової кислоти (звідси назва: c від cysteine і asp від aspartic acid). Каспази синтезуються в клітині у вигляді неактивних прокаспаз, які можуть ставати субстратами для інших, вже активованих каспаз, що ріжуть їх в одному або двох місцях по залишку аспартату. Два утворені фрагменти — більший і менший — з'єднуються між собою, формуючи димер, що асоціює із таким самим димером. Сформований таким чином тетрамер і є активною протеазою, що може розрізати білки-субстрати. Крім ділянок, що відповідають більшій і меншій субодиницям, прокаспази інколи також містять інгібіторні продомени, які деградують після відщеплення.

Внаслідок розщеплення й активації одних каспаз іншими формується протеалітичний каскад, який суттєво посилює сигнал і робить апоптоз із певного моменту незворотним процесом. Ті прокаспази, які розпочинають цей каскад називаються ініціаторними, а їхні сусбтрати — ефекторними. Після аткивації ефекторні каспази можуть розщеплювати інші ефекторні прокаспази або білки-мішені. До мішеней ефекторних каспаз, що руйнуються під час апоптозу належать зокрема білки ядерної ламіни, розщелення яких призводить до розпаду цієї структури. Також деградує білок, що за нормальних умов пригнічує ендонуклеазу CAD, внаслідок цього розпочинається фрагментація ДНК. Розщеплюються каспазами і білки цитоскелету та міжклітинної адгезії, внаслідок чого апоптичні клітини округлюються і від'єднуються від сусідніх клітин, і таким чином стають легшою мішенню для фагоцитів.

Набір каспаз, необхідний для проходження апоптозу залежить від типу тканини і шляху, за яким активується клітинна смерть. Наприклад у мишей при «вимкненні» гену, що кодує ефекторну каспазу-3, апоптоз не відбувається у мозку, проте нормально протікає в інших тканинах.

Гени прокаспаз активні у здорових клітинах, а отже білки необхідні для протікання апоптозу постійно наявні, потрібна лише їх активація для запуску клітинного суїциду. До складу ініціаторних прокаспаз входить довгий продомен, що містить CARD (caspase recruitment domain, домен залучення каспаз). CARD дає змогу ініціаторним прокаспазам приєднуватись до адаптерних білків утворюючи активаційні комплекси, коли клітина отримує сигнал, що стимулює апоптоз. В активаційних комплексах кілька молекул прокаспаз опиняються безпосередньо поблизу одна одної, чого достатньо для їх переходу в активний стан, після чого вони розрізають одна одну.

Два найкраще вивчені сигнальні шляхи активації каскаду каспаз у клітинах ссавців називаються зовнішній і внутрішній (мітохондріальний), кожен із них використовує власні ініціаторні прокаспази.

Шляхи активації апоптозу Редагувати

Зовнішній шлях Редагувати

Клітина може отримувати сигнал, що індукує апоптоз, іззовні, наприклад, від цитотоксичних лімфоцитів. В такому разі активується так званий зовнішній шлях (extrinsic pathway), що починається із рецепторів смерті. Рецептори смерті — це трансмембранні білки, що належать до родини рецепторів фактора некрозу пухлин (ФНП), наприклад сам рецептор ФНП і рецептор смерті Fas. Вони формують гомотримери, в яких кожен мономер має позаклітинний ліганд-зв'язувальний домен, трансмембранний домен і цитоплазматичний домен смерті, що через адаптерні білки залучає та активує прокаспази.

Ліганди рецепторів смерті також є гомотримерами. Вони споріднені між собою і належать до родини сигнальних молекул фактора некрозу пухлин. Наприклад, цитотоксичні лімфоцити несуть на своїй поверхні ліганди Fas, що можуть приєднуватись до рецепторів смерті Fas на плазмалемі клітин-мішеней. В такому разі внутрішньоклітинні домени цих рецепторів з'єднуються із адаптерними білками (FADD, Fas-associated death domain), а ті у свою чергу залучають ініціаторні прокаспази 8 і/або 10. Внаслідок цієї серії подій формується сигнальний комплекс, що індукує смерть, — DISC (death inducing signaling complex). Після активації в цьому комплексі ініціаторні каспази розрізають ефекторні прокаспази і запускають апоптичний каскад.

Багато клітин синтезують молекули, що у певній мірі захищають їх від активації зовнішнього шляху апоптозу. Прикладом такого захисту може бути експресія так званих рецепторів-приманок (decoy receptors), що мають позаклітинні домени зв'язування лігандів, проте не мають цитоплазматичних доменів сметрі, а отже не можуть запускати апоптозу і конкурують зі звичайними рецепторами смерті за ліганди. Клітини також можуть продукувати білки, що блокують зовнішній шлях апоптозу, наприклад FLIP, що схожий за структурою до прокаспаз 8 і 10, проте не має протеалітичної активності. Він пригнічує зв'язування ініціаторних прокаспаз із комплексом DISC.

Внутрішній шлях Редагувати

Апоптосома

Апоптоз також може запускатись ізсередини клітини, наприклад у випадку її травмування, пошкодження ДНК, нестачі кисню, поживних речовин або позаклітинних сигналів виживання. У хребетних цей сигнальний шлях називається внутрішнім (intrinsic pathway) або мітохондріальним, ключовою подією в ньому є вивільнення певних молекул із міжмембранного простору мітохондрій. До таких молекул зокрема належить цитохром c, що за звичайних умов входить до електрон-транспортного ланцюга мітохондрій. Цитохром c синтезується мітохондрією та виходить з неї завдяки формуванню мітохондріального апоптоз-індукуючого каналу (МАК) та виконує регуляторну роль до настання морфологічних змін, пов'язаних з апоптозом. Після виходу цитохрому с, відбувається його зв'язування з адаптерним білком APAF1 (apoptotic protease actiuating factor-l), викликаючи олігомеризацію останнього у колесоподібну семичленну структуру, що називається апоптосомою. Апоптосома залучає і активує ініціаторну прокаспазу-9, яка після цього може активувати ініціаторні прокаспази.

У деяких клітинах зовнішній шлях апоптозу повинен активувати внутрішній для того щоб ефективно знищити клітину. Внутрішній шлях суворо регулюється білками родини Bcl-2.

Регуляція внутрішнього шляху білками родини Bcl-2 Редагувати

До родини Bcl-2 належать еволюційно консервативні білки, головною функцією яких є регуляція вивільнення цитохрому c та інших молекул із міжмебранного простору мітохондрій. Серед них є про-апоптичні та анти-апоптичні молекули, які можуть взаємодіяти між собою у різних комбінаціях, пригнічуючи одне одного, баланс між їхньої активністю і визначатиме долю клітини.

Зараз відомо близько 20 білків із цієї родини, всі вони містять хоча б один із чотирьох альфа-спіральних доменів гомології Bcl2, що звуться BH1—4 (bcl2 homology). Антиапоптичні білки родини Bcl2 містять всі чотири домени, до них належить сам BCL2, а також Bcl-XL, Bcl-w, Mcl-1 та BCL2A1. Проапоптичні білки діляться на дві групи, члени першої із яких містять три BH-домени (BH1—3), це зокрема BAK, BAX і BOK (останній експресується тільки у тканинах репродуктивних органів). Найбільш численною серед родини Bcl-2 є друга група проапоптичних білків, які містять тільки домен BH3 (BH3-only), до неї належать Bim, BID, BAD, Bik/Nbk, BMF, Nix/BNIP3, Hrk, Noxa, Puma.

За нормальних умов (тобто, коли клітина не проходить апоптозу) антиапоптичні білки, такі як Bcl-2 і Bcl-XL, зв'язуються із проапоптичними білками BH123 (Bax і Bak) і не дозволяють їм полімеризуватись у зовнішній мембрані мітохондрій утворюючи пори. Внаслідок дії певного апоптичного стимулу в клітині активуються або починають синтезуватись проапоптичні білки, що містять тільки домен BH3. Вони у свою чергу інгібують антиапоптичні білки, знімаючи їх пригнічувальний ефект на Bak і Bax, або напряму взаємодіють із останніми і сприяють їх олігомеризації та утворенню пор. Внаслідок пермеабілізації зовнішньої мембрани у цитозоль потрапляє цитохром c, а також інші медіатори апоптозу, такі як AIF (англ. apoptosis inducing factor).

Наприклад, за браку сигналів виживання у клітині за посередництва MAP-кінази JNK активується експресія BH3 білка Bim, що запускає внутрішній шлях апоптозу. У разі ушкодження ДНК відбувається накопичення супресора пухлин p53, який стимулює транскрипцію генів, що кодують BH3 білки Puma і Noxa, які також забезпечують проходження апоптозу. Ще один BH3 білок — Bid забезпечує зв'язок між зовнішнім та внутрішнім шляхами апоптозу. Після активації рецепторів смерті і, як наслідок, каспази-8, остання розрізає Bid з утворенням усіченої форми tBid (truncated Bid), яка переміщується до мітохонрій, де пригнічує Bcl-2.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. Edelweiss E, Balandin TG, Ivanova JL, Lutsenko GV, Leonova OG, Popenko VI, Sapozhnikov AM, Deyev SM (2008). Barnase as a new therapeutic agent triggering apoptosis in human cancer cells. PLoS One 18. PMID 18560598. doi:10.1371/journal.pone.0002434. 
  2. Jorge Eduardo Duque-Parra (March 2005). Note on the origin and history of the term "apoptosis". Anatomical record. Part B, New anatomist 283 (1): 2–4. PMID 15761829. doi:10.1002/ar.b.20047. 
  3. Kerr JF, Wyllie AH, Currie AR (1972). . Br J Cancer 26 (4): 239—57. PMID 4561027. Архів оригіналу за 24 січня 2016. Процитовано 29 липня 2013. 
  4. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1116.
  5. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1117.
  6. Stepanek O, Brdicka T, Angelisova P, Horvath O, Spicka J, et al. (2011). Interaction of Late Apoptotic and Necrotic Cells with Vitronectin. PLoS One 4. PMID 21573223. doi:10.1371/journal.pone.0019243. 
  7. Alberts et al, 2007, с. 1115.
  8. Kroemer G, Galluzzi L, et al (2009). . Cell Death Differ 16: 3–11. PMID 18846107. Архів оригіналу за 2 червня 2020. Процитовано 17 жовтня 2012. 
  9. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1118.
  10. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1119.
  11. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1120.
  12. Laurent M. Dejean, Sonia Martinez-Caballero, Kathleen W. Kinnally (2006). . Cell Death and Differentiation 13 (8): 1387–5. PMID 16676005. doi:10.1038/sj.cdd.4401949. Архів оригіналу за 21 жовтня 2013. Процитовано 4 листопада 2013. 
  13. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1121.
  14. ↑ Alberts et al, 2007, с. 1122.
  15. Szegezdi E, Macdonald DC, Ní Chonghaile T, Gupta S, Samali A (2009). Bcl-2 family on guard at the ER. Am J Physiol Cell Physiol 296: C941—53. PMID 19279228. doi:10.​1152/​ajpcell.​00612. 
  16. Alberts et al, 2007, с. 1123—1124.

Джерела Редагувати

Посилання Редагувати


Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Apopto z vid dav gr apoptwsis opadannya listopad 2 najbilsh rozpovsyudzhenij tip zaprogramovanoyi klitinnoyi smerti Inshimi slovami ce sukupnist klitinnih procesiv sho prizvodyat do zagibeli klitini Na vidminu vid inshogo vidu klitinnoyi smerti nekrozu pri apoptozi ne vidbuvayetsya rujnuvannya citoplazmatichnoyi klitinnoyi membrani i vidpovidno vmist klitini ne potraplyaye v pozaklitinne seredovishe Harakternoyu oznakoyu ye fragmentaciya DNK u mizhnukleosomalnih dilyankah specifichnoyu endonukleazoyu CAD caspase activated DNase na fragmenti z rozmirom kratnim 180 200 nukleotidam V rezultati apoptozu vidbuvayetsya utvorennya apoptichnih tilec membrannih vezikul yaki mistyat cilisni organeli i fragmenti yadernogo hromatinu Ci tilcya poglinayutsya susidnimi klitinami chi makrofagami v rezultati fagocitozu Oskilki pozaklitinnij matriks ne urazhayetsya klitinnimi fermentami navit pri velikij kilkosti apoptoznih klitin zapalennya ne sposterigayetsya Poslidovni zobrazhennya morfologichnih zmin klitin raku prostati DU145 sho ginut shlyahom apoptozu vnaslidok diyi etopozidu Zobrazhennya otrimani za dopomogoyu kilkisnoyi fazovo kontrastnoyi mikroskopiyi zjomka vprodovzh 61 godiniUltrastruktura neonatalnogo kardiomiocita v kulturi pislya anoksiyi reoksigenaciyi yakij zakinchuye zhittya samogubstvom apoptoz Elektronna mikroskopiya zdijsnena na mikroskopi Jeol 100 CX Zbilshennya 8000 A Normalni rakovi klitini ta B klitini iz apoptichnoyu morofologiyeyu Klitinna liniya SK OV 3 adenokarcinomi yayechnikiv lyudini induktor apoptozu bilok scFV 4D5 dibarnaza fazovokontrastna mikroskopiya zbilshennya 400h 1 Proces apoptozu ye neobhidnim dlya fiziologichnogo regulyuvannya kilkosti klitin organizmu dlya znishennya starih klitin dlya formuvannya limfocitiv sho ne ye reaktivnimi do svoyih antigeniv autoantigeniv dlya osinnogo opadannya listkiv roslin dlya citotoksichnoyi diyi T limfocitiv killeriv dlya embrionalnogo rozvitku organizmu zniknennya shkirnih peretinok mizh palcyami u embrioniv ptahiv ta inshogo Porushennya normalnogo apoptozu klitin prizvodit do nekontrolovanogo rozmnozhennya klitini i poyavi puhlini Termin apoptoz buv vpershe vzhitij 1972 roku Kerrom Villi i Kerri yaki opisali jogo yak dopovnyuvalnij ale protilezhnij do mitozu mehanizm regulyaciyi populyaciyi tvarinnih klitin 3 Zmist 1 Znachennya apoptozu 2 Markeri apoptichnih klitin 3 Kaspazi mediatori apoptozu 4 Shlyahi aktivaciyi apoptozu 4 1 Zovnishnij shlyah 4 2 Vnutrishnij shlyah 4 2 1 Regulyaciya vnutrishnogo shlyahu bilkami rodini Bcl 2 5 Div takozh 6 Primitki 7 Dzherela 8 PosilannyaZnachennya apoptozu Redaguvati nbsp Nepovne rozdilennya palciv nig cherez porushennya apoptozuApoptoz nevid yemna chastina zhittyediyalnosti bilshosti bagatoklitinnih organizmiv Osoblivo vazhlivu rol vin vidigraye u procesah rozvitku Napriklad kincivki chotirinogih zakladayutsya yak lopatopodibni virosti a formuvannya palciv vidbuvayetsya zavdyaki zagibeli klitin mizh nimi Takozh pidlyagayut apoptozu bilshe ne potribni klitini takim chinom zokrema rujnuyetsya hvist u pugolovkiv pid chas metamorfozu U nervovij tkanini hrebetnih pid chas embrionalnogo rozvitku bilshe polovini nejroniv ginut shlyahom apoptozu vidrazu zh pislya utvorennya 4 Takozh apoptoz ye chastinoyu sistemi kontrolyu za yakistyu klitin vin dozvolyaye rujnuvati ti z nih yaki nepravilno roztashovani ushkodzheni nefunkcionalni abo potencijno nebezpechni dlya organizmu Prikladom mozhut buti T ta B limfociti yaki ginut yaksho ne nesut korisnih antigen specifichnih receptoriv abo nesut avtoreaktivni Shlyahom apoptozu takozh pomiraye bilshist limfocitiv aktivovanih pid chas infekciyi pislya yiyi podolannya 4 U doroslih organizmiv odnochasna regulyaciya proliferaciyi klitin ta apoptozu dozvolyaye pidtrimuvati stali rozmiri ciloyi osobini ta yiyi okremih organiv Napriklad pislya vzhivavannya preparatu fenobarbital sho stimulyuye proliferaciyu gepatocitiv u pacyukiv zbilshuyetsya pechinka Prote vidrazu zh pislya pripinennya diyi ciyeyi rechovini vsi zajvi klitini pidlyagayut apoptozu vnaslidok chogo rozmir pechinki povertayetsya do normalnogo 5 Takozh apoptoz vidbuvayetsya koli klitina vidchuvaye veliku kilkist vnutrishnih ushkodzhen yaki vona ne mozhe reparuvati Napriklad u razi poshkodzhennya DNK klitina mozhe transformuvatis u rakovu shob cogo ne stalos vona za normalnih umov pokinchuye zhittya samogubstvom Takozh gine shlyahom apoptozu velika kilkist klitin infikovanih virusami 5 Markeri apoptichnih klitin RedaguvatiMarkeri apoptozu nbsp Viyavlennya fragmentaciyi DNK v apoptichnih klitinah metodom TUNEL Preparat tkanini pechinki mishi yadro apoptichnoyi klitini maye korichneve zabarvlennya optichna mikroskopiya nbsp Viyavlennya fragmentaciyi DNK v apoptichnih klitinah za dopomogoyu elektroforezu v agaroznomu geli Zliva DNK vidilena iz apoptichnih klitin vidno drabinku DNK poseredini markeri sprava kontrolnij zrazok DNK iz neobroblenih klitin Klitinna liniya H4IIE gepatoma shuriv induktorom apoptozu parakvat vizualizaciya za dopomogoyu etidij bromidu nbsp Zverhu viyavlennya kondensaciyi ta fragmentaciyi hromatinu shlyahom zafarbovuvannya fluorescentnim barvnikom Hoechst 34580 Poseredini viyavlennya translokaciyi fosfadidilserinu v zovnishnij listok plazmalemi shlyahom zafarbovuvannya anneksinom V Znizu Mikrofotografiya apoptichnih klitin u svitlomu poli Klitinna liniya Jurkat induktor apoptozu TRAIL konfokalna ta svitlopolna optichna mikroskopiya 6 Klitini sho ginut shlyahom apoptozu mozhna rozpiznati za ryadom morfologichnih oznak Voni stayut menshimi i bilsh shilnimi piknoz okruglyuyutsya ta vtrachayut psevdopodiyi v nih rujnuyetsya citoskelet rozpadayetsya yaderna membrana hromatin kondensuyetsya i fragmentuyetsya Na poverhni klitin z yavlyayetsya velika kilkist puhirciv yaksho klitini dostatno veliki to voni rozpadayutsya na otocheni membranami fragmenti apoptichni tilcya 7 8 V apoptichnih klitinah krim morfologichnih vidbuvayetsya takozh velika kilkist biohimichnih zmin Zokrema DNK rozrizayetsya specialnimi nukleazami u linkernih dilyankah mizh nukleosomami na fragmenti rivnoyi dovzhini Tomu pri rozdilenni vsiyeyi DNK apoptichnoyi klitini za dopomogoyu elektroforezu mozhna sposterigati harakternu drabinku Inshij metod viyavlennya fragmentaciyi DNK michennya yiyi vilnih kinciv za dopomogoyu metodu TUNEL Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling 5 Zmin zaznaye takozh i plazmatichna membrana apoptichnih klitin Za normalnih umov negativno zaryadzhenij fosfolipid fosfatidilserin mistitsya tilki v yiyi vnutrishnomu povernutomu do citozolyu shari prote pid chas apoptozu vin pereskakuye u zovnishnij listok Cya molekula sluguye signalom z yizh mene dlya blizhnih fagocitiv Fosfatidilserin indukovane poglinannya apoptichnih klitin na vidminu vid inshih tipiv fagocitozu ne prizvodit do vidilennya mediatoriv zapalennya Opisana zmina plazmalemi lezhit v osnovi she odnogo metodu viyavlennya klitin sho ginut shlyahom apoptozu farbuvannya aneksinom V sho specifichno zv yazuyetsya iz fosfatidilserinom 5 Pid chas zagibeli klitin shlyahom apoptozu voni takozh vtrachayut elektrichnij potencial sho za normalnih umov isnuye na vnutrishnih membranah mitohondrij Ce yavishe mozhna vikoristati dlya viyavlennya apoptichnih klitin za dopomogoyu pozitivno zaryadzhenih fluorescentnih barvnikiv sho v normi nakopichuyutsya vseredini mitohondrij zavdyaki negativnomu zaryadu na vnutrishnij poverhni yihnih vnutrishnih membran Pid chas apoptozu riven zafarbovuvannya mitohondrij suttyevo znizhuyetsya Markerom apoptozu takozh sluguye vivilnennya citohromu c iz mitohondrij u citozol 9 Kaspazi mediatori apoptozu RedaguvatiDokladnishe KaspaziKlitinni sistemi sho zabezpechuyut prohodzhennya apoptozu analogichni u vsih tvarin centralne misce v nih zajmaye rodina bilkiv kaspaz Kaspazi ce proteazi sho mayut v aktivnomu centri zalishok cisteyinu i rozrizayut svoyi substrati po specifichnomu zalishku asparaginovoyi kisloti zvidsi nazva c vid cysteine i asp vid aspartic acid Kaspazi sintezuyutsya v klitini u viglyadi neaktivnih prokaspaz yaki mozhut stavati substratami dlya inshih vzhe aktivovanih kaspaz sho rizhut yih v odnomu abo dvoh miscyah po zalishku aspartatu Dva utvoreni fragmenti bilshij i menshij z yednuyutsya mizh soboyu formuyuchi dimer sho asociyuye iz takim samim dimerom Sformovanij takim chinom tetramer i ye aktivnoyu proteazoyu sho mozhe rozrizati bilki substrati Krim dilyanok sho vidpovidayut bilshij i menshij subodinicyam prokaspazi inkoli takozh mistyat ingibitorni prodomeni yaki degraduyut pislya vidsheplennya 9 Vnaslidok rozsheplennya j aktivaciyi odnih kaspaz inshimi formuyetsya protealitichnij kaskad yakij suttyevo posilyuye signal i robit apoptoz iz pevnogo momentu nezvorotnim procesom Ti prokaspazi yaki rozpochinayut cej kaskad nazivayutsya iniciatornimi a yihni susbtrati efektornimi Pislya atkivaciyi efektorni kaspazi mozhut rozsheplyuvati inshi efektorni prokaspazi abo bilki misheni Do mishenej efektornih kaspaz sho rujnuyutsya pid chas apoptozu nalezhat zokrema bilki yadernoyi lamini rozshelennya yakih prizvodit do rozpadu ciyeyi strukturi Takozh degraduye bilok sho za normalnih umov prignichuye endonukleazu CAD vnaslidok cogo rozpochinayetsya fragmentaciya DNK Rozsheplyuyutsya kaspazami i bilki citoskeletu ta mizhklitinnoyi adgeziyi vnaslidok chogo apoptichni klitini okruglyuyutsya i vid yednuyutsya vid susidnih klitin i takim chinom stayut legshoyu mishennyu dlya fagocitiv 10 Nabir kaspaz neobhidnij dlya prohodzhennya apoptozu zalezhit vid tipu tkanini i shlyahu za yakim aktivuyetsya klitinna smert Napriklad u mishej pri vimknenni genu sho koduye efektornu kaspazu 3 apoptoz ne vidbuvayetsya u mozku prote normalno protikaye v inshih tkaninah 10 Geni prokaspaz aktivni u zdorovih klitinah a otzhe bilki neobhidni dlya protikannya apoptozu postijno nayavni potribna lishe yih aktivaciya dlya zapusku klitinnogo suyicidu Do skladu iniciatornih prokaspaz vhodit dovgij prodomen sho mistit CARD caspase recruitment domain domen zaluchennya kaspaz CARD daye zmogu iniciatornim prokaspazam priyednuvatis do adapternih bilkiv utvoryuyuchi aktivacijni kompleksi koli klitina otrimuye signal sho stimulyuye apoptoz V aktivacijnih kompleksah kilka molekul prokaspaz opinyayutsya bezposeredno poblizu odna odnoyi chogo dostatno dlya yih perehodu v aktivnij stan pislya chogo voni rozrizayut odna odnu 10 Dva najkrashe vivcheni signalni shlyahi aktivaciyi kaskadu kaspaz u klitinah ssavciv nazivayutsya zovnishnij i vnutrishnij mitohondrialnij kozhen iz nih vikoristovuye vlasni iniciatorni prokaspazi 10 Shlyahi aktivaciyi apoptozu RedaguvatiZovnishnij shlyah Redaguvati Klitina mozhe otrimuvati signal sho indukuye apoptoz izzovni napriklad vid citotoksichnih limfocitiv V takomu razi aktivuyetsya tak zvanij zovnishnij shlyah extrinsic pathway sho pochinayetsya iz receptoriv smerti Receptori smerti ce transmembranni bilki sho nalezhat do rodini receptoriv faktora nekrozu puhlin FNP napriklad sam receptor FNP i receptor smerti Fas Voni formuyut gomotrimeri v yakih kozhen monomer maye pozaklitinnij ligand zv yazuvalnij domen transmembrannij domen i citoplazmatichnij domen smerti sho cherez adapterni bilki zaluchaye ta aktivuye prokaspazi 11 Ligandi receptoriv smerti takozh ye gomotrimerami Voni sporidneni mizh soboyu i nalezhat do rodini signalnih molekul faktora nekrozu puhlin Napriklad citotoksichni limfociti nesut na svoyij poverhni ligandi Fas sho mozhut priyednuvatis do receptoriv smerti Fas na plazmalemi klitin mishenej V takomu razi vnutrishnoklitinni domeni cih receptoriv z yednuyutsya iz adapternimi bilkami FADD Fas associated death domain a ti u svoyu chergu zaluchayut iniciatorni prokaspazi 8 i abo 10 Vnaslidok ciyeyi seriyi podij formuyetsya signalnij kompleks sho indukuye smert DISC death inducing signaling complex Pislya aktivaciyi v comu kompleksi iniciatorni kaspazi rozrizayut efektorni prokaspazi i zapuskayut apoptichnij kaskad 11 Bagato klitin sintezuyut molekuli sho u pevnij miri zahishayut yih vid aktivaciyi zovnishnogo shlyahu apoptozu Prikladom takogo zahistu mozhe buti ekspresiya tak zvanih receptoriv primanok decoy receptors sho mayut pozaklitinni domeni zv yazuvannya ligandiv prote ne mayut citoplazmatichnih domeniv smetri a otzhe ne mozhut zapuskati apoptozu i konkuruyut zi zvichajnimi receptorami smerti za ligandi Klitini takozh mozhut produkuvati bilki sho blokuyut zovnishnij shlyah apoptozu napriklad FLIP sho shozhij za strukturoyu do prokaspaz 8 i 10 prote ne maye protealitichnoyi aktivnosti Vin prignichuye zv yazuvannya iniciatornih prokaspaz iz kompleksom DISC 11 Vnutrishnij shlyah Redaguvati nbsp ApoptosomaApoptoz takozh mozhe zapuskatis izseredini klitini napriklad u vipadku yiyi travmuvannya poshkodzhennya DNK nestachi kisnyu pozhivnih rechovin abo pozaklitinnih signaliv vizhivannya U hrebetnih cej signalnij shlyah nazivayetsya vnutrishnim intrinsic pathway abo mitohondrialnim klyuchovoyu podiyeyu v nomu ye vivilnennya pevnih molekul iz mizhmembrannogo prostoru mitohondrij Do takih molekul zokrema nalezhit citohrom c sho za zvichajnih umov vhodit do elektron transportnogo lancyuga mitohondrij Citohrom c sintezuyetsya mitohondriyeyu ta vihodit z neyi zavdyaki formuvannyu mitohondrialnogo apoptoz indukuyuchogo kanalu MAK 12 ta vikonuye regulyatornu rol do nastannya morfologichnih zmin pov yazanih z apoptozom Pislya vihodu citohromu s vidbuvayetsya jogo zv yazuvannya z adapternim bilkom APAF1 apoptotic protease actiuating factor l viklikayuchi oligomerizaciyu ostannogo u kolesopodibnu semichlennu strukturu sho nazivayetsya apoptosomoyu Apoptosoma zaluchaye i aktivuye iniciatornu prokaspazu 9 yaka pislya cogo mozhe aktivuvati iniciatorni prokaspazi 13 U deyakih klitinah zovnishnij shlyah apoptozu povinen aktivuvati vnutrishnij dlya togo shob efektivno znishiti klitinu Vnutrishnij shlyah suvoro regulyuyetsya bilkami rodini Bcl 2 13 Regulyaciya vnutrishnogo shlyahu bilkami rodini Bcl 2 Redaguvati Dokladnishe Rodina bilkiv Bcl 2Do rodini Bcl 2 nalezhat evolyucijno konservativni bilki golovnoyu funkciyeyu yakih ye regulyaciya vivilnennya citohromu c ta inshih molekul iz mizhmebrannogo prostoru mitohondrij Sered nih ye pro apoptichni ta anti apoptichni molekuli yaki mozhut vzayemodiyati mizh soboyu u riznih kombinaciyah prignichuyuchi odne odnogo balans mizh yihnoyi aktivnistyu i viznachatime dolyu klitini 14 Zaraz vidomo blizko 20 bilkiv iz ciyeyi rodini vsi voni mistyat hocha b odin iz chotiroh alfa spiralnih domeniv gomologiyi Bcl2 sho zvutsya BH1 4 bcl2 homology Antiapoptichni bilki rodini Bcl2 mistyat vsi chotiri domeni do nih nalezhit sam BCL2 a takozh Bcl XL Bcl w Mcl 1 ta BCL2A1 Proapoptichni bilki dilyatsya na dvi grupi chleni pershoyi iz yakih mistyat tri BH domeni BH1 3 ce zokrema BAK BAX i BOK ostannij ekspresuyetsya tilki u tkaninah reproduktivnih organiv Najbilsh chislennoyu sered rodini Bcl 2 ye druga grupa proapoptichnih bilkiv yaki mistyat tilki domen BH3 BH3 only do neyi nalezhat Bim BID BAD Bik Nbk BMF Nix BNIP3 Hrk Noxa Puma 15 Za normalnih umov tobto koli klitina ne prohodit apoptozu antiapoptichni bilki taki yak Bcl 2 i Bcl XL zv yazuyutsya iz proapoptichnimi bilkami BH123 Bax i Bak i ne dozvolyayut yim polimerizuvatis u zovnishnij membrani mitohondrij utvoryuyuchi pori Vnaslidok diyi pevnogo apoptichnogo stimulu v klitini aktivuyutsya abo pochinayut sintezuvatis proapoptichni bilki sho mistyat tilki domen BH3 Voni u svoyu chergu ingibuyut antiapoptichni bilki znimayuchi yih prignichuvalnij efekt na Bak i Bax abo napryamu vzayemodiyut iz ostannimi i spriyayut yih oligomerizaciyi ta utvorennyu por Vnaslidok permeabilizaciyi zovnishnoyi membrani u citozol potraplyaye citohrom c 14 a takozh inshi mediatori apoptozu taki yak AIF angl apoptosis inducing factor Napriklad za braku signaliv vizhivannya u klitini za poserednictva MAP kinazi JNK aktivuyetsya ekspresiya BH3 bilka Bim sho zapuskaye vnutrishnij shlyah apoptozu U razi ushkodzhennya DNK vidbuvayetsya nakopichennya supresora puhlin p53 yakij stimulyuye transkripciyu geniv sho koduyut BH3 bilki Puma i Noxa yaki takozh zabezpechuyut prohodzhennya apoptozu She odin BH3 bilok Bid zabezpechuye zv yazok mizh zovnishnim ta vnutrishnim shlyahami apoptozu Pislya aktivaciyi receptoriv smerti i yak naslidok kaspazi 8 ostannya rozrizaye Bid z utvorennyam usichenoyi formi tBid truncated Bid yaka peremishuyetsya do mitohonrij de prignichuye Bcl 2 16 Div takozh RedaguvatiNekroptozPrimitki Redaguvati Edelweiss E Balandin TG Ivanova JL Lutsenko GV Leonova OG Popenko VI Sapozhnikov AM Deyev SM 2008 Barnase as a new therapeutic agent triggering apoptosis in human cancer cells PLoS One 18 PMID 18560598 doi 10 1371 journal pone 0002434 Jorge Eduardo Duque Parra March 2005 Note on the origin and history of the term apoptosis Anatomical record Part B New anatomist 283 1 2 4 PMID 15761829 doi 10 1002 ar b 20047 Kerr JF Wyllie AH Currie AR 1972 Apoptosis a basic biological phenomenon with wide ranging implications in tissue kinetics Br J Cancer 26 4 239 57 PMID 4561027 Arhiv originalu za 24 sichnya 2016 Procitovano 29 lipnya 2013 a b Alberts et al 2007 s 1116 a b v g Alberts et al 2007 s 1117 Stepanek O Brdicka T Angelisova P Horvath O Spicka J et al 2011 Interaction of Late Apoptotic and Necrotic Cells with Vitronectin PLoS One 4 PMID 21573223 doi 10 1371 journal pone 0019243 Alberts et al 2007 s 1115 Kroemer G Galluzzi L et al 2009 Classification of cell death recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009 Cell Death Differ 16 3 11 PMID 18846107 Arhiv originalu za 2 chervnya 2020 Procitovano 17 zhovtnya 2012 a b Alberts et al 2007 s 1118 a b v g Alberts et al 2007 s 1119 a b v Alberts et al 2007 s 1120 Laurent M Dejean Sonia Martinez Caballero Kathleen W Kinnally 2006 Is MAC the knife that cuts cytochrome c from mitochondria during apoptosis Cell Death and Differentiation 13 8 1387 5 PMID 16676005 doi 10 1038 sj cdd 4401949 Arhiv originalu za 21 zhovtnya 2013 Procitovano 4 listopada 2013 a b Alberts et al 2007 s 1121 a b Alberts et al 2007 s 1122 Szegezdi E Macdonald DC Ni Chonghaile T Gupta S Samali A 2009 Bcl 2 family on guard at the ER Am J Physiol Cell Physiol 296 C941 53 PMID 19279228 doi 10 1152 ajpcell 00612 Alberts et al 2007 s 1123 1124 Dzherela RedaguvatiAnatomiya lyudini T 2 Vid 3 tye Pidruchnik dlya VMNZ IV r a Golovackij A S Cherkasov V G Sapin M R 2015 ISBN 978 966 382 544 1 S 217 Alberts B Johnson A Lewis J Raff M Roberts K Walter P 2007 Molecular Biology of the Cell vid 5th Garland Science ISBN 978 0 8153 4105 5 Arhiv originalu za 22 lipnya 2011 Procitovano 4 zhovtnya 2012 APOPTOZ Arhivovano 10 bereznya 2016 u Wayback Machine Farmacevtichna enciklopediya APOPTOZ Arhivovano 7 bereznya 2016 u Wayback Machine ESUPosilannya RedaguvatiApoptosis YouTube angl GarlandSience 2009 Arhiv originalu za 24 listopada 2015 Procitovano 29 lipnya 2013 Apoptoz Zaprogramovana smert klitini Virtualna biblioteka Biohimiyi ta Klitinnoyi Biologiyi anglijskoyu movoyu Portal doslidzhennya anglijskoyu movoyu Arhivovano 25 serpnya 2014 u Wayback Machine Apoptoz Informaciya protokoli statti novini ostanni povidomlennya anglijskoyu movoyu Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Apoptoz amp oldid 39306083