- Biochemia
- Biofizyka
- Biologia
- Biologia molekularna
- Biotechnologia
- Chemia
- Chemia analityczna
- Chemia nieorganiczna
- Chemia fizyczna
- Chemia organiczna
- Diagnostyka medyczna
- Ekologia
- Farmakologia
- Fizyka
- Inżynieria środowiskowa
- Medycyna
- Mikrobiologia
- Technologia chemiczna
- Zarządzanie projektami
- Badania kliniczne i przedkliniczne
Cytochrom c – Fizjologia życia i śmierci komórki
Kontrastowe działanie do przedstawionych czynników aktywujących apoptozę, posiada grupa białek IAP (ang. inhibitor of apoptosis protein) wiążące nieaktywną prokaspazę 9, nie pozwalając na jej związanie się z cyt c i tym samym blokując proces prowadzący do jej aktywacji. Tak więc białka IAP hamują proces, który został zainicjowany działaniem kompleksu aktywującego kaspazę 9. Białka te mogą wiązać także zaktywowaną kaspazę 9, przez co hamuje apoptozę na etapie uruchomienia kaskady kaspaz wykonawczych (DU I IN., 2000). Zahamowanie apoptozy może nastąpić także w wyniku mutacji polegającej na potrójnej metylacji Lys72 w cząsteczce cyt c, przy jednoczesnym zachowaniu jej aktywności w łańcuchu oddechowym (OW I IN., 2008). Stwierdzono również, że komórki ze zmniejszoną ilością cyt c stają się odporne na czynniki aktywujące apoptozę (OW I IN., 2008).
CYTOCHROM C W ZEWNĘTRZNYM SZLAKU APOPTYCZNYM
Drugim ze wspomnianych wcześniej szlaków apoptozy jest szlak zewnętrzny, w którym, przeciwnie do szlaku wewnętrznego, uwolnienie i działanie cyt c nie ma znaczącego udziału w pierwszej fazie tego szlaku, do momentu odebrania sygnału śmierci na poziomie mitochondrium. Dlatego nie wymaga on, w początkowych etapach transdukcji sygnałów, udziału mitochondriów do aktywacji kaspaz (LUDOVICO I IN., 2002). Szlak ten wywołany jest m.in. cytokinami (a w tym czynnikami Fas i TNF) pobudzającymi odpowiednie neutrofinowe receptory śmierci z rodziny TNF. Efektem pobudzenia receptora jest aktywacja kaspazy 8 (CZARNECKA I IN., 2006).
Pomimo braku bezpośredniego połączenia szlaku mitochondrialnego i receptorowego
w śmierci komórkowej, znane są zdarzenia prowadzące do połączenia tych dwóch procesów. Związkiem łączącym dwa szlaki apoptozy jest białko Bid, z udziałem którego dochodzi do wzmocnienia sygnału w momencie, gdy ten indukowany poprzez aktywację receptorów jest zbyt słaby aby zaindukować kaskadę kaspaz. W tym przypadku, wcześniej aktywowana przez niezależny od wymienionych szlaków kompleks DISC (ang. death-inducing signaling complex), kaspaza 8 rozcina białko Bid do postaci tBid. tBid wiąże się następnie z białkiem Bax i powoduje zmiany przestrzenne w jego cząsteczce. Tak zmienione białko Bax nabiera zdolności do oddziaływania na błonę mitochondrialną, a w konsekwencji dochodzi do zwiększenia jej przepuszczalności, w tym dla cyt c (ŁABĘDZKA I IN., 2006).
UDZIAŁ CYTOCHROMU C W ŚMIERCI KOMÓREK ROŚLINNYCH
Rola cyt c w śmierci komórkowej u roślin nie została dotychczas jednoznacznie określona. Jak już wspomniano podstawą udziału cyt c w apoptozie jest jego uwolnienie z mitochondriów, uczestniczenie w formowaniu się struktury apoptosomu i aktywacja kaspaz. U roślin potwierdzono obecność enzymów kaspazo-podobnych, jednak działanie cyt c nie wiąże się bezpośrednio z aktywacją tych proteaz (REAPE I MCCABE, 2008, 2010). Niemniej jednak, liczne badania przeprowadzone z wykorzystaniem komponentów komórkowych potwierdziły, ponad wszelką wątpliwość, udział cyt c także w procesie śmierci komórkowej u roślin. Jest to możliwe poprzez wykorzystanie cyt c pochodzenia zwierzęcego w aktywacji roślinnych białek analogicznych do ssaczych kaspaz, takich jak wakuolarne enzymy przetwarzające (VPE; ang. vacuolar processing enzymes), saspazy, fitaspazy i metakspazy (SICZEK I MOSTOWSKA, 2012). Aktywowane kaspazo-podobne białka zdolne były następnie do wywołania apoptozy szczurzych komórek (BALK I IN., 1999). Udział mitochondriów i cyt c w procesach śmierci komórkowej w komórkach zwierzęcych, w tym ssaczych oraz roślinnych nie jest jednak taki sam (BALK I IN., 1999). Uwolnienie z mitochondriów cyt c u roślin w wyniku działania RFT lub jonów wapnia prowadzi do zaburzenia funkcjonowania szlaku transportu elektronów co może wywoływać stres oksydacyjny, który w finale prowadzi do śmierci komórek.
Wiele badań potwierdziło udział cyt c w przebiegu PCD u roślin. Stwierdzono, że podczas PCD komórek tapetum w kwiatach słonecznika (Hellianthus annum) cyt c jest uwalniany
z mitochondriów do cytoplazmy. Podobne zjawisko obserwuje się podczas śmierci łagiewki gametofitu męskiego, będącej efektem procesu samoniezgodności pyłkowej, np. u maku (Papaver somniferum) oraz w zawiesinowych hodowlach komórkowych, co zaobserwowano po dodaniu do nich czynników indukujących śmierć, takich jak białka szoku cieplnego (HSP; ang. heat shock protein), D-mannozy, menadionu, białek typu harpin lub ceramidów (KACPRZYK I IN., 2011).
Wśród innych przykładów udziału cyt c w PCD u roślin znajdują się także procesy zachodzące podczas różnicowania się elementów trachealnych u cynii (Zinnia sp.) oraz w czasie aktywacji reakcji nadwrażliwości (HR; ang. hypersensitive response) (REAPE I MCCABE, 2010; KACPRZYK I IN., 2011).
Tagi: cytochrom c, oddychanie wewnątrzkomórkowe, łańcuch transportu elektronów, apoptosom, programowane śmierć komórki
wstecz Podziel się ze znajomymi
Recenzje