Kυτταρική Bιολογία ΔIAΛEΞΗ 20 (9/5/2017) Απόπτωση, ή Προγραμματισμένος Κυτταρικός Θάνατος
Τι είναι απόπτωση; Απόπτωση είναι ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος Η καταστροφή του κυττάρου γίνεται «ήπια» σε μία προκαθορισμένη και συντεταγμένη διαδικασία Η απόπτωση είναι τόσο σημαντική για την επιβίωση των πολυκύτταρων οργανισμών όσο και η ίδια η κυτταρική διαίρεση
Είδη κυτταρικού θανάτου Νέκρωση Απόπτωση Μιτωτική καταστροφή Παθητική Ενεργητική Παθητική Παθολογική Φυσιολογική ή παθολογική Παθολογική Διόγκωση/Πρήξιμο, λύση Συμπύκνωση Διόγκωση/Πρήξιμο, λύση Διασπορά συστατικών του κατεστραμμένου κυττάρου Φαγοκύτωση Διασπορά συστατικών του κατεστραμμένου κυττάρου Φλεγμονή Απουσία φλεγμονής Φλεγμονή Εξωτερικά επαγόμενη Εξωτερικά ή εσωτερικά επαγόμενη Εσωτερικά επαγόμενη
Συνέπειες κυτταρικού θανάτου Νέκρωση Απώλεια λειτουργικού ιστού Επηρεάζεται η λειτουργικότητα των οργάνων (παροδικά ή μόνιμα) Απόπτωση Απομάκρυνση κατεστραμμένων, μολυσμένων ή άχρηστων κυττάρων
Νέκρωση ή απόπτωση;
Νέκρωση ή απόπτωση; Φυσιολογικό κύτταρο Φυσιολογικό κύτταρο Φλεγμονή Αναστρέψιμη βλάβη Σώμα μυελίνης Προοδευτική βλάβη Σώματα μυελίνης Ανάκαμψη Διόγκωση ενδοπλασματικού δικτύου (ΕΔ) και μιτοχονδρίων Μεμβρανικές κύστες Θραύση πλασματικής μεμβράνης, Αποπτωτικά οργανιδίων και σωμάτια πυρήνα διαρροή κυτταρικού περιεχομένου ΝΕΚΡΩΣΗ Άμορφες πυκνώσεις εντός των μιτοχονδρίων Φαγοκύτταρο Συμπύκνωση χρωματίνης Μεμβρανικές κύστες Θρυμματισμός του κυττάρου ΑΠΟΠΤΩΣΗ Φαγοκυττάρωση των αποπτωτικών κυττάρων και θραυσμάτων
Απόπτωση Είναι μία διαδικασία εξελικτικά συντηρημένη Λαμβάνει χώρα σε όλους τους πολυκύτταρους οργανισμούς, περιλαμβανομένων και των φυτών Τα στάδια της απόπτωσης είναι εξελικτικά συντηρημένα από τα σκουλήκια και τις μύγες μέχρι τα ποντίκια και τους ανθρώπους
Τα στάδια της «κλασσικής» απόπτωσης Υγιές κύτταρο ΣΗΜΑ ΘΑΝΑΤΟΥ (εξωτερικό ή εσωτερικό) Δέσμευση για θάνατο (αντιστρεπτή) ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΘΑΝΑΤΙΚΗΣ ΠΟΙΝΗΣ (μη-αντιστρεπτή) Νεκρό κύτταρο (συμπυκνωμένο) ΕΓΚΟΛΠΩΣΗ (μακροφάγα, γειτονικά κύτταρα) ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗ
Το DNA υφίσταται συνεχώς βλάβες
Η επιδιόρθωση των βλαβών του DNA απαιτεί είτε τη σύνθεση νέων ή την ενεργοποίηση προϋπαρχόντων πρωτεϊνών
Όταν το κύτταρο αδυνατεί να επιδιορθώσει τις βλάβες του DNA τότε προβαίνει σε προγραμματισμένο θάνατο ή ΑΠΟΠΤΩΣΗ
Στάδια της απόπτωσης Geoffrey M. Cooper Robert E. Hausman Aκαδημαϊκές Εκδόσεις
Στην απόπτωση αλλάζει η δομή του κυττάρου
Στην απόπτωση αλλάζει η δομή του πυρήνα Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004
Αποδόμηση του DNA κατά την απόπτωση
Τα αποπτωτικά κύτταρα φέρουν σήματα φαγοκυττάρωσης Geoffrey M. Cooper Robert E. Hausman Aκαδημαϊκές Εκδόσεις
Ποιά σήματα ενεργοποιούν την απόπτωση;
Ταυτοποίηση των γονιδίων που εμπλέκονται στην απόπτωση Geoffrey M. Cooper Robert E. Hausman Aκαδημαϊκές Εκδόσεις Ta ced-3 & ced-4 είναι γονίδια του νηματώδους σκώληκα C. elegans που κωδικοποιούν κασπάσες και είναι απαραίτητα για την επαγωγή του προγραμματισμένου κυτταρικου θανάτου (H ced-4 δρα ως ενεργοποιητής της ced-3 Το ced-9 κωδικοποιεί έναν αναστολέα της απόπτωσης (ομόλογο τουbcl-2 που είναι ο ανθρώπινος ρυθμιστής της απόπτωσης) ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΚΑΣΠΑΣΕΣ ΚΑΙ ΠΟΙΟΣ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΑΠΟΠΤΩΣΗ;
Οι κασπάσες είναι πρωτεάσες που ενεργοποιούνται με διμερισμό και εξειδικευμένη πρωτεόλυση
Η απόπτωση διεκπεραιώνεται σε μεγάλο βαθμό από τις κασπάσες ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΠΡΩΤΕΟΛΥΤΙΚΗ ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗ ανενεργός πρωτεάση (προένζυμο) ανενεργό πρωτεϊνικό θραύσμα ενεργός πρωτεάση ένα μόριο ενεργού πρωτεάσης Α πολλά μόρια ενεργού πρωτεάσης Β Πρωτεόλυση πυρηνικών λαμινών ακόμη περισσότερα μόρια ενεργού πρωτεάσης Γ πρωτεόλυση κυτταροπλασματικών πρωτεϊνών πολύ περισσότερα μόρια ενεργού πρωτεάσης Δ κλπ
Ενεργοποίηση των κασπασών
Στόχοι των κασπασών Geoffrey M. Cooper Robert E. Hausman Aκαδημαϊκές Εκδόσεις
Το μιτοχονδριακό μονοπάτι της απόπτωσης
Ρυθμιστές της απόπτωσης Ρυθμιστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ μελών της οικογένειας των πρωτεϊνών Bcl-2. Σε φυσιολογικά κύτταρα, οι προαποπτωτικές πρωτεΐνες BH3μόνο (π.χ. η Bid) είναι ανενεργές, ενώ οι προαποπτωτικοί τελεστές (π.χ. οι πρωτεΐνες Bax και Bak) αναστέλλονται εξαιτίας των αλληλεπιδράσεών τους με αντιαποπτωτικές πρωτεΐνες (π.χ. με την Bcl-2). Οι πρωτεΐνες BH3-μόνο ενεργοποιούνται από σήματα κυτταρικού θανάτου και στη συνέχεια αφενός ανταγωνίζονται και καταστέλλουν τις αντιαποπτωτικές πρωτεΐνες και αφετέρου ενεργοποιούν με άμεσο τρόπο τις προαποπτωτικές πρωτεΐνες Bax και Bak, οδηγώντας στον κυτταρικό θάνατο.
Η απόπτωση ρυθμίζεται από εξωκυττάρια σήματα & από ενδοκυττάριες πρωτεΐνες
Η αλληλεπίδραση της πρωτεΐνης Fas με τον προσδέτη της ενεργοποιεί την απόπτωση
Υποδοχείς κυτταρικού θανάτου
Ποιά είναι τα πλεονεκτήματα του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου; Επιτελείται μόνο όταν ο οργανισμός θέλει να καταστρέψει «ήσυχα» κάποια κύτταρα που έχουν ανωμαλίες;
Ο ρόλος της απόπτωσης στη δημιουργία του νευρικού συστήματος Νευρικά κύτταρα Νεκρά κύτταρα Σώμα νευρικού κυττάρου Νευράξονας Ο ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΘΑΝΑΤΟΣ ΤΑΙΡΙΑΖΕΙ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΜΕ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ-ΣΤΟΧΩΝ Κύτταρα-στόχοι Παράγοντας επιβίωσης απελευθερούμενος από νευρικά κύτταρα
Ο ρόλος της απόπτωσης στη μορφογένεση
Σας Ευχαριστώ για την Προσοχή σας