Hvad er celleapoptose?

Indhold

Hvad er celleapoptose?

Celler dør af forskellige årsager, men der er to hovedkategorier: apoptose og nekrose. Apoptose er også kendt som programmeret celledød da kroppen beslutter, at denne celle ikke længere er nødvendig og planlægger, at den skal destrueres. Nekrose er, når en celle dør utilsigtet på grund af noget uden for cellen eller vævet. Disse kan omfatte traumer, infektion eller sygdom. Der er mange grunde til, at en celle vil programmere sin egen ødelæggelse, hvoraf meget er grundlæggende for menneskelig udvikling. Med mellem 50 og 70 milliarder celler, der gennemgår apoptose i den voksne menneskekrop hver dag, spørger hvad er celleapoptose? Ved at finde ud af det, vil vi se, hvordan denne proces opretholder livet gennem døden.

Du kan også være interesseret i: Hvad er de vigtigste grene af kemi

Hvad er celleapoptose?

Apoptose og celle apoptose er én i det samme, da det er en proces, som kun sker for celler i biologiske multicellulære organismer. Selvom celler ikke har sansning, får de en kommando om i det væsentlige at begå `selvmord`. vi kan tænke på døende celler som værende en negativ ting, men der er mange grunde til, at det skal ske. Nogle celler vil for eksempel dø, så de kan frigøre plads til fysisk udvikling. Hos mennesker, som hos gnavere og andre dyr, har vi fingre, fordi cellerne, der udgør rummet mellem vores fingre, har gennemgået apoptsose.

Hvis vi ikke havde apoptose, ville vi ikke være født på samme måde. Ifølge en undersøgelse, "[c]kontrolleret død af celler er lige så meget en del af embryonal udvikling ligesom celleproliferation og -differentiering"[1]. Det er vigtigt for at bestemme vores fysiske egenskaber og generelle helbred. Desværre, da apoptose er så nøglen neurologisk udvikling, hvis det opstår unormalt, kan det føre til udviklingshæmning[2].

Programmeret celledød fører også til, at vi ældes, men dette er en uundgåelig livsproces. Faktisk hævdes det, at uden processer som apoptsose ville livets natur ændre sig. Dette på grund af, hvad en forfatter kalder "det ultimative paradoks - for at organismen kan overleve, skal cellerne dø"[3]. Hvis cellerne ikke døde, ville vi have en overflod af dem, hvilket får dele af os til at vokse eksponentielt. Apoptose rejser også interessante spørgsmål om udødelighed da det at være i stand til at udnytte og kontrollere processen kan betyde, at vi aldrig dør af cellers død (selv om det ikke er beskyttet mod nekrose).

Mens videnskabsmænd har været opmærksomme på en form for apoptose i næsten to århundreder, er vores forståelse af, hvordan programmeret celledød fungerer, først virkelig forbedret for nylig. Der er stadig meget at forstå, og derfor forsøger vi at gøre det forstå det grundlæggende her.

Hvad er celleapoptose? - Hvad er celleapoptose?

Hvordan apoptose fungerer

Nekrose er sådan en farlig proces, fordi når en celle dør på grund af sygdom, infektion eller traume, løber dens indhold ud af cellen og skaber farligt affald. Det er denne proces, der kan føre til betændelse og potentielt farlige genetiske mutationer såsom kræft. Apoptose fører generelt ikke til en sådan fare på grund af den metode, hvormed den dræber cellen. For at forstå, hvad apoptose er, skal vi vise sekvensen af, hvordan apoptose virker:

Aktivering

Processen med apoptose udløses eller aktiveres af to `aktiveringsmekanismer`. Det er her, før processen med celledestruktion kan finde sted, skal cellen gives sine ordrer. Den første kaldes indre vej. Mitokondrierne i cellen holder den i live ved aerob vejrtrækning (tilfører ilt til cellerne). Apoptotiske proteiner får mitokondrier til at svulme op og åbner deres porer. I cellen er cytosolen, cellens væske. Det indeholder proteiner, som forhindrer apoptose i at ske. Men når mitokondriernes porer åbner sig, frigiver de mitokondrieproteiner, som binder med disse andre proteiner. Denne bindingsproces forhindrer dem i at arbejde, hvilket betyder, at de ikke længere stopper apoptose.

Ydre vej aktiveringsmekanisme er, når receptorer binder sig i cellen og åbner mitokondrieporerne. Når dette sker, forårsager det en balance mellem pro-apoptoiske proteiner og anti-apoptotiske proteiner, hvilket tillader processen at aktivere.

Der er mange veje, der kan føre til apoptose, men de fører alle til den samme proces, som er kendt som:

Proteolytisk caspase-kaskade

Caspases er enzymer som udfører nedbrydning af cellen. De gør det på en velordnet og metodisk måde, som forhindrer, at indholdet af cellen løber ud og beskadiger andre celler, som det sker ved cellulær nekrose. Disse enzymer er det, der skal aktiveres af en af ​​de tidligere diskuterede mekanismer.

Caspaserne spalter og aktiverer hinanden, hvilket resulterer i en præoteolytisk caspase-kaskade. Da de kløver hinanden, begynder de at nedbryde resten af indholdet af cellen. Når dette først begynder at ske, arbejder en kaskade af caspaser på at nedbryde cellen stykke for stykke, komme til kernen og ødelægge DNA (en proces kendt som karyorrhexis). Hele denne proces er meget hurtig, og når den først er startet, kan den ikke stoppes eller vendes.

Hvis du ser på hovedbilledet af denne artikel, vil du se stadierne af denne cellulære ødelæggelse. Alt dette sker på en overskuelig måde, efter at mekanismen er aktiveret, og de er som følger:

  • Dannelse af blebbing: cellemembranblødning er, når cellens membran forvandles, så der dannes blærer (kendt som blærer). Disse blærer kan brække af fra membranen og tage cytoplasma med sig og holde dem sikre for andre celler (i modsætning til det spildte indhold under nekrose).
  • Apoptotiske membranfremspring: efterhånden som cellen bliver ødelagt, kan den udvikle noget, der hedder membranfremspring. Disse er lange fremspring fra cellen, som tager dele af kernen og andre dele af cellen væk. Der er forskellige typer, herunder mikrotubuli pigge og apoptopodia (kendt som dødens fødder).
  • Fragmentering: dette er når spaltningen udført af caspaserne har virket, og de forskellige dele af cellen er blevet brudt op i fragmenter. Når først disse små stykker er blevet skabt, bliver de ødelagt af noget, der kaldes fagocytter. membranfremspringene støder disse fragmenter ind i fagocytterne, som ødelægger dem.

Når fagocytterne udfører deres arbejde, fjerner de de døde cellers bestanddele, og de gør det sikkert. Dette er i modsætning til nekrose, som gør det tilfældigt og kan føre til betændelse.

Hvad er celleapoptose? - Hvordan apoptose fungerer

Forholdet mellem celleapoptose og sygdomme

Da cellulær apoptose er en af ​​de grundlæggende handlinger i, hvordan vi overlever, kan den kædes sammen med en utallig mængde af sygdomme. Dette skyldes, at processen med apoptose fungerer i en meget kompliceret balance og i det væsentlige er sekventiel. Hver del af sekvensen skal fungere korrekt, for at celledøden er effektiv og sikker. Visse celler, som f.eks kræftfremkaldende kræftceller, kan forstyrre denne sekvens. Dette kan beskadige cellerne. Hvis sekvensen forstyrres, vil en celle, der var programmeret til at dø, leve og videregive sin fejlagtige genetik til andre celler. Til gengæld kan dette føre til kræftudvikling (metastaser). I visse typer kræftformer bruges kemiske og strålebehandlinger til at inducere celleapoptoseproces.

Det er ikke kun mangel på apoptose, der kan være skadeligt for mennesker. For meget forekomst af apoptose kan resultere i hyperaktiv apoptose. Dette fører til, at for mange celler dør og er forbundet med mange neurologiske tilstande. Det skyldes, at den øgede celledød ødelægger hjerneceller, noget som er almindeligt ved de degenerative sygdomme Parkinsons og Alzheimers. HIV er en virus som kan udløse hyperapoptose og fører til nedsat immunitet.

Andre vira kan have en indflydelse på apoptose. De gør det ved en række forskellige mekanismer såsom receptorbinding eller ved at udtrykke proteinerne på celleoverfladen, som beskytter den mod sygdom. Som du sikkert har fundet ud af, er det en kompliceret proces som er i en hårfin balance. Det er derfor, vi skal vide, hvad apoptose er? At påvirke det i et forsøg på at stoppe sygdomme i at sprede sig er en tilsvarende kompliceret proces. Det er grunden til, at de fremskridt, vi har gjort for at gøre det, har været så forbløffende utrolige. Forhåbentlig vil der ske flere utrolige forbedringer, efterhånden som videnskabsmænd og molekylærbiologer yderligere forstå processer som apoptose.

Hvis du vil læse lignende artikler til Hvad er celleapoptose?, vi anbefaler, at du besøger vores Universitetsgrader kategori.

Referencer

Lignende