Vad är cellapoptos?

Vad är cellapoptos?

Celler dör av olika anledningar, men det finns två huvudkategorier: apoptos och nekros. Apoptos är också känd som programmerad celldöd eftersom kroppen beslutar att denna cell inte längre behövs och schemalägger att den ska förstöras. Nekros är när en cell dör oavsiktligt, på grund av något utanför cellen eller vävnaden. Dessa kan innefatta trauma, infektion eller sjukdom. Det finns många anledningar till att en cell kommer att programmera sin egen förstörelse, varav mycket är grundläggande för mänsklig utveckling. Med mellan 50 och 70 miljarder celler som genomgår apoptos i den vuxna människokroppen varje dag, frågar sig vad är cellapoptos? Genom att ta reda på det kommer vi att se hur denna process upprätthåller liv genom döden.

Du kanske också är intresserad av: Vilka är kemins huvudgrenar

Vad är cellapoptos?

Apoptos och cellapoptos är en på samma sätt som det är en process som bara händer med celler i biologiska flercelliga organismer. Även om celler inte har förnuft, får de ett kommando att i huvudsak begå "självmord". vi kanske tänker på döende celler som en negativ sak, men det finns många anledningar till varför det kommer att behöva inträffa. Vissa celler kommer till exempel att dö så att de kan frigöra utrymme som behövs för fysisk utveckling. Hos människor, som hos gnagare och andra djur, har vi fingrar eftersom cellerna som utgör utrymmet mellan våra fingrar har gått igenom apoptsosis.

Om vi ​​inte hade apoptos skulle vi inte födas på samma sätt. Enligt en studie, "[c]kontrollerad celldöd är lika mycket en del av embryonal utveckling liksom cellproliferation och differentiering"[1]. Det är viktigt för att bestämma våra fysiska egenskaper och allmänna hälsa. Tyvärr, eftersom apoptos är så nyckeln neurologisk utveckling, om det inträffar onormalt kan det leda till utvecklingsstörning[2].

Programmerad celldöd leder också till att vi åldras, men detta är en oundviklig livsprocess. Det hävdas faktiskt att utan processer som apoptsos skulle livets natur förändras. Detta på grund av vad en författare kallar "den ultimata paradoxen - för att organismen ska överleva måste cellerna dö"[3]. Om cellerna inte dog skulle vi ha ett överflöd av dem, vilket får delar av oss att växa exponentiellt. Apoptos väcker också intressanta frågor om odödlighet eftersom att kunna utnyttja och kontrollera processen kan innebära att vi aldrig dör av celldöd (även om de inte är skyddade från nekros).

Medan forskare har varit medvetna om någon form av apoptos i nästan två århundraden, har vår förståelse av hur programmerad celldöd fungerar först nyligen gjort betydande förbättringar. Det finns fortfarande mycket att förstå, och det är därför vi försöker göra det förstå grunderna här.

Vad är cellapoptos? - Vad är cellapoptos?

Hur apoptos fungerar

Nekros är en sådan farlig process eftersom när en cell dör på grund av sjukdom, infektion eller trauma, rinner dess innehåll ut ur cellen och skapar farligt avfall. Det är denna process som kan leda till inflammation och potentiellt farliga genetiska mutationer som cancer. Apoptos leder i allmänhet inte till en sådan fara på grund av den metod med vilken den dödar cellen. För att förstå vad apoptos är måste vi visa sekvensen för hur apoptos fungerar:

Aktivering

Processen med apoptos utlöses eller aktiveras av två `aktiveringsmekanismer`. Det är här, innan processen med celldestruktion kan inträffa, måste cellen ges sina order. Den första kallas inneboende väg. Mitokondrierna i cellen håller den vid liv genom aerob andning (tillför syre till cellerna). Apoptotiska proteiner gör att mitokondrier sväller upp och öppnar deras porer. I cellen finns cytosolen, cellens vätska. Den innehåller proteiner som hindrar apoptos från att inträffa. Men när mitokondriernas porer öppnar sig frigör de mitokondriella proteiner som binder till dessa andra proteiner. Denna bindningsprocess hindrar dem från att fungera, vilket innebär att de inte längre stoppar apoptos.

Extrinsisk väg aktiveringsmekanismen är när receptorer binder inuti cellen och öppnar de mitokondriella porerna. När detta händer orsakar det en balans av pro-apoptoiska proteiner och anti-apoptotiska proteiner, vilket gör att processen kan aktiveras.

Det finns många vägar som kan leda till apoptos, men de leder alla till samma process som är känd som:

Proteolytisk kaspaskaskad

Caspases är enzymer som utför nedbrytning av cellen. De gör det på ett ordnat och metodiskt sätt som förhindrar att innehållet i cellen rinner ut och skadar andra celler, som händer med cellnekros. Dessa enzymer är det som behöver aktiveras av en av de tidigare diskuterade mekanismerna.

Kaspaserna klyver och aktiverar varandra vilket resulterar i en preoteolytisk kaspaskaskad. När de klyver varandra börjar de bryta ner resten innehållet i cellen. När detta väl börjar hända arbetar en kaskad av kaspaser med att bryta ner cellen bit för bit, ta sig till kärnan och förstöra DNA (en process som kallas karyorrhexis). Hela denna process är mycket snabb och när den väl har startat kan den inte stoppas eller vändas.

Om du tittar på huvudbilden i den här artikeln kommer du att se stadierna av denna cellulära förstörelse. Allt detta sker på ett ordnat sätt efter att mekanismen har aktiverats och de är som följer:

  • Bildande av blebbing: cellmembranblåsning är när cellmembranet förvandlas så att blåsor (så kallade blåsor) bildas. Dessa blåsor kan bryta av från membranet och ta cytoplasma med sig, vilket håller dem säkra för andra celler (till skillnad från det spillda innehållet under nekros).
  • Apoptotiska membranutsprång: när cellen förstörs kan den utveckla något som kallas membranutsprång. Dessa är långa utsprång från cellen som tar bort delar av kärnan och andra delar av cellen. Det finns olika typer, inklusive mikrotubuli spikar och apoptopodia (känd som dödens fötter).
  • Splittring: detta är när klyvningen som utförs av kaspaserna har fungerat och de olika delarna av cellen har brutits upp i fragment. När de här bitarna har skapats förstörs de av något som kallas fagocyter. membranutsprången trycker in dessa fragment i fagocyterna som förstör dem.

När fagocyterna gör sitt jobb tar de bort de döda cellens beståndsdelar och de gör det säkert. Detta är till skillnad från nekros som gör det på måfå och kan leda till inflammation.

Vad är cellapoptos? - Hur apoptos fungerar

Samband mellan cellapoptos och sjukdomar

Eftersom cellulär apoptos är en av de grundläggande åtgärderna för hur vi överlever, kan den kopplas till en oräknelig mängd sjukdomar. Detta beror på att processen med apoptos fungerar i en mycket komplicerad balans och är i huvudsak sekventiell. Varje del av sekvensen måste fungera korrekt för att celldöden ska vara effektiv och säker. Vissa celler, som t.ex cancerframkallande cancerceller, kan störa denna sekvens. Detta kan skada cellerna. Om sekvensen störs kommer en cell som var programmerad att dö att leva och överföra sin felaktiga genetik till andra celler. Detta kan i sin tur leda till cancerutveckling (metastaser). I vissa typer av cancer används kemiska och strålningsterapier för att inducera process av cellapoptos.

Det är inte bara brist på apoptos som kan vara skadligt för människor. För mycket förekomst av apoptos kan resultera i hyperaktiv apoptos. Detta leder till att för många celler dör och är kopplat till många neurologiska tillstånd. Det beror på att den ökade celldöden förstör hjärnceller, något som är vanligt vid de degenerativa sjukdomarna Parkinsons och Alzheimers. HIV är ett virus vilket kan utlösa hyperapoptos och leder till nedsatt immunitet.

Andra virus kan påverka apoptos. De gör det genom en mängd olika mekanismer såsom receptorbindning eller genom att uttrycka proteinerna på cellytan som skyddar den från sjukdomar. Som du säkert har räknat ut är det en komplicerad process som är i en hårfin balans. Det är därför vi behöver veta vad apoptos är? Att påverka det i ett försök att stoppa sjukdomar från att spridas är en lika komplicerad process. Det är därför de framsteg vi har gjort för att göra det har varit så förbluffande otroliga. Förhoppningsvis kommer fler otroliga förbättringar att inträffa när forskare och molekylärbiologer ytterligare förstå processer som apoptos.

Om du vill läsa liknande artiklar till Vad är cellapoptos?, vi rekommenderar att du besöker vår Universitetsexamen kategori.

Referenser