apoptoza_predavanje za studente
DESCRIPTION
2012TRANSCRIPT
Programirana ćelijska smrtProgramirana ćelijska smrtProgramirana ćelijska smrtProgramirana ćelijska smrtProgramirana ćelijska smrt Programirana ćelijska smrt –– značaj, mehanizmi i značaj, mehanizmi i
t d d t k ijt d d t k ij
Programirana ćelijska smrt Programirana ćelijska smrt –– značaj, mehanizmi i značaj, mehanizmi i
t d d t k ijt d d t k ijmetode detekcije metode detekcije metode detekcije metode detekcije
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
Razvoj konceptaRazvoj konceptaR. Lockshin and C. Williams, (1965) R. Lockshin and C. Williams, (1965)
Programmed cell death. II. Endocrine presentation of the breakdown of the intersegmental muscles of silkworms.
J Insect Physiol 11 803 809
Programmed cell death. II. Endocrine presentation of the breakdown of the intersegmental muscles of silkworms.
J Insect Physiol 11 803 809J. Insect Physiol. 11, 803-809.J. Insect Physiol. 11, 803-809.
Biol. Rev. 26:59-86 (1951)Biol. Rev. 26:59-86 (1951)
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
Fiziološki signaliFiziološki signaliFiziološki signaliFiziološki signali Patološki signali/uticajiPatološki signali/uticaji(fizički uticaji, hemijski i (fizički uticaji, hemijski i
biološki agensi zračenje )biološki agensi zračenje )RazvojRazvojRazvojRazvoj Postnatalni Postnatalni Postnatalni Postnatalni
biološki agensi, zračenje…)biološki agensi, zračenje…)periodperiodperiodperiod
š ć ćš ć ćUklanjanje nepotrebnih Uklanjanje nepotrebnih ć lijć lij blik jblik j Oštećenje ćelijeOštećenje ćelijećelija ćelija –– oblikovanje oblikovanje organaorganaUklanjanje “nekomUklanjanje “nekom--petentnih” ćelijapetentnih” ćelija tkivnatkivnapetentnih ćelija petentnih ćelija –– tkivna tkivna homeostazahomeostaza(10(101010 dnevno!)dnevno!)
Smrt ćelijeSmrt ćelijeSmrt ćelijeSmrt ćelije Smrt ćelijeSmrt ćelije
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
Rudolf Ludwig Karl VirchowRudolf Ludwig Karl Virchow(1821(1821--1902)1902)
“Omnis cellula e cellula”
Rudolf Ludwig Karl VirchowRudolf Ludwig Karl Virchow(1821(1821--1902)1902)
“Omnis cellula e cellula”
NekrozaNekrozaNekrozaNekroza
18581858.. (Predavanje XV)(Predavanje XV)18581858.. (Predavanje XV)(Predavanje XV) Walter Flemming (1885.)Walter Flemming (1885.)
Nekrobioza Nekrobioza Nekrobioza Nekrobioza HromatolizaHromatolizaHromatolizaHromatoliza
Razvoj konceptaRazvoj konceptaAl k dAl k d Đ K tićĐ K tićAl k dAl k d Đ K tićĐ K tićAleksandarAleksandar Đ. KostićĐ. Kostić (1(1921.921.))AleksandarAleksandar Đ. KostićĐ. Kostić (1(1921.921.))
Razvoj konceptaRazvoj konceptaBr. J. Cancer (1972) 26, 239Br. J. Cancer (1972) 26, 239
APOPTOSIS: A BASIC BIOLOGICAL PHENOMENON WITH WIDE-RANGING IMPLICATIONS IN TISSUE KINETICS
APOPTOSIS: A BASIC BIOLOGICAL PHENOMENON WITH WIDE-RANGING IMPLICATIONS IN TISSUE KINETICS
J. F. R. KERR, A.H. WYLLIE AND A. R. CURRIE
From the Department of Pathology, University of Aberdeen
J. F. R. KERR, A.H. WYLLIE AND A. R. CURRIE
From the Department of Pathology, University of Aberdeen
received for publication April 1972received for publication April 1972
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaNekrozaNekrozaNekrozaNekroza
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
Razvoj konceptaRazvoj koncepta “Mrtva ćelija”“Mrtva ćelija”“Mrtva ćelija”“Mrtva ćelija”
“Živa ćelija”“Živa ćelija”“Živa ćelija”“Živa ćelija”
Visoka temperaturaVisoka temperaturaVisoka temperaturaVisoka temperatura
FFiksacijaiksacijaFFiksacijaiksacija
GlukokortikoidiGlukokortikoidiGlukokortikoidiGlukokortikoidi
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
NekrozaNekroza• patološki agensi• patološki agensi• patološki agensi• grupe ćelija• rana pojava edema
• patološki agensi• grupe ćelija• rana pojava edema p j• liza ćelija, karioliza• nasumična fragmentacija
č
p j• liza ćelija, karioliza• nasumična fragmentacija
čDNK, nejasno ograničenemase hromatina
• Masivna zapaljenska reakcija
DNK, nejasno ograničenemase hromatina
• Masivna zapaljenska reakcija• Masivna zapaljenska reakcija• Mobilizacija nespecifičnog
imunskog odgovora
• Masivna zapaljenska reakcija• Mobilizacija nespecifičnog
imunskog odgovora• stvaranje ožiljka• stvaranje ožiljka
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
AAApoptozaApoptoza• fiziološki ili patološki uslovi
j di č ć lij• fiziološki ili patološki uslovi
j di č ć lij• pojedinačne ćelije• rani gubitak ćelijskih veza• kondenzacija hromatina - jasno
• pojedinačne ćelije• rani gubitak ćelijskih veza• kondenzacija hromatina - jasno• kondenzacija hromatina - jasno
ograničene mase, internukleozomska fragmentacija DNK
• kondenzacija hromatina - jasno ograničene mase, internukleozomska fragmentacija DNKDNK
• dugo očuvan integritet organela• izražena fagocitoza
DNK• dugo očuvan integritet organela• izražena fagocitoza• izražena fagocitoza• odsustvo zapaljenja i ožiljka• izražena fagocitoza• odsustvo zapaljenja i ožiljka
Razvoj konceptaRazvoj koncepta
AA
Apoptozu karakteriše niz dramatičnih promena u ćelijskoj
ApoptozaApoptoza
Apoptozu karakteriše niz dramatičnih promena u ćelijskoj arhitektonici koji doprinose ne samo programiranoj smrrti ćelije, već doprinose i pripremi ćelije za uklanjanje fagocitozom i i bega anj neželjene eakcije im nskog sistemaizbegavanju neželjene reakcije imunskog sistema .
Mnogi događaji koji se dešavaju tokom efektorske faze apoptoze d i kti šć čl i k f ilij i t iposredovani su aktivnošću članova enzimske familije cistein
proteaza – kaspaza.
O t d d l j k lik t ti t i iOve proteaze mogu da deluju na nekoliko stotina proteina i usmeravaju ih na kontrolisan način u proces kontrolisane proteolize, čime se na najmanju meru svode oštećenja susednih ć lij i i b l b đ j i ti l t ih l k lćelija i izbegava oslobađanje imunostimulatornih molekula.
Za razliku od apoptoze, nekrozu (nekontrolisanu smrt ćelije) karakteriše brzgubitak integriteta ćelijske membrane i oslobađanje ćelijskog sadržaja uvanćelijski prostor.j p
Brojne činjenice ukazuju da imunski sistem suštinski različito reaguje nač č ćapoptotične i nekrotične ćelije.
Nekrotične ćelije skoro po pravilu pokreću zapaljensku reakciju neutrofilaNekrotične ćelije skoro po pravilu pokreću zapaljensku reakciju neutrofila,makrofaga i ostalih ćelija uključenih u urođeni imunski odgovor i oslobađajuse neki molekuli (danger-associated molecular patterns - DAMPs ili alarmini)koji se vezuju za receptore na makrofagima dendritičnim i NK ćelijamakoji se vezuju za receptore na makrofagima, dendritičnim i NK ćelijama.
STOGA, JEDNA OD VAŽNIH OSOBINA APOPTOZE JE SPREČAVANJESTOGA, JEDNA OD VAŽNIH OSOBINA APOPTOZE JE SPREČAVANJEDEMASKIRANJA SOPSTVENIH ANTIGENA.
Razvoj konceptaRazvoj konceptaNekrozaNekroza zadeszadesNekroza Nekroza –– zadeszades• patološki agensi• grupe ćelija• rana pojava edema
• patološki agensi• grupe ćelija• rana pojava edema p j• liza ćelija, karioliza• nasumična fragmentacija DNK, nejasno
ograničene mase hromatinalj k k ij
p j• liza ćelija, karioliza• nasumična fragmentacija DNK, nejasno
ograničene mase hromatinalj k k ij• zapaljenska reakcija
• stvaranje ožiljka• zapaljenska reakcija• stvaranje ožiljka
ApoptozaApoptoza –– program/procesprogram/proces• fiziološki ili patološki uslovi• pojedinačne ćelije• fiziološki ili patološki uslovi• pojedinačne ćelijepojed ač e će je• rani gubitak ćelijskih veza• kondenzacija hromatina - jasno ograničene mase,
internukleozomska fragmentacija DNKd č i t it t l
pojed ač e će je• rani gubitak ćelijskih veza• kondenzacija hromatina - jasno ograničene mase,
internukleozomska fragmentacija DNKd č i t it t l• dugo očuvan integritet organela
• izražena fagocitoza• odsustvo zapaljenja i ožiljka
• dugo očuvan integritet organela• izražena fagocitoza• odsustvo zapaljenja i ožiljka
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristike
Latentna fazaLatentna faza
K d ijK d ijKondenzacijaKondenzacija
FragmentacijaFragmentacijaFagocitozaFagocitozaFagocitozaFagocitoza
DigestijaDigestija
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristike
Gubitak međuGubitak među--ćelijskih vezaćelijskih veza
PupljenjePupljenjefragmentacijafragmentacija
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristike
Kolaps Kolaps hromatinahromatina
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristike
Pojava Pojava fosfatidilserinafosfatidilserina na na spoljnoj strani membranespoljnoj strani membrane
Annexin VAnnexin V
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristike
Profesionalni fagocitiProfesionalni fagociti Okolne ćelijeOkolne ćelije
Digestija
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristikeStadijum IIStadijum IIStadijum IIStadijum II
NormalnaNormalnaćelijaćelijaNormalnaNormalnaćelijaćelija
Stadijum IStadijum IStadijum IStadijum I
Stadijum IIIStadijum IIIStadijum IIIStadijum IIIjjjj
Morfološke karakteristikeMorfološke karakteristikeNekraptoptozaNekraptoptozaNekraptoptozaNekraptoptoza
Onkoza Onkoza Onkoza Onkoza
ParaptozaParaptozaParaptozaParaptozaLatiptozaLatiptozaLatiptozaLatiptoza
ProgramiranaProgramiranaProgramiranaProgramirana
AutofagocitozaAutofagocitozaAutofagocitozaAutofagocitozanekrozanekrozanekrozanekroza
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaProgramirana ćelijskaProgramirana ćelijska
smrtsmrtProgramirana ćelijskaProgramirana ćelijska
smrtsmrt
Klasifikacija Klasifikacija (Nomenclature Committee on Cell Death)(Nomenclature Committee on Cell Death)**Klasifikacija Klasifikacija (Nomenclature Committee on Cell Death)(Nomenclature Committee on Cell Death)**
Modalitet ćelijske smrti Morfološke karakteristikeZ k lji j ć lij
Apoptoza (Tip 1)• Zaokrugljivanje ćelija• Redukcija volumena (piknoza)• Fragmentacija
M l i l d l• Male promenen izgleda organela
Autofagija (Tip 2)• Odsustvo kondenzacije hromatina• Masivna vakuolizacija citoplazme
( t f k l d t kAutofagija (Tip 2) (autofagne vakuole sa dvostrukom membranom)
Nekroza (Tip 3)• Edem ćelije i organela
R t l bNekroza (Tip 3) • Ruptura plazma membrane• Umerena kondenzacija hromatina
Mitotska katastrofa• Mikronukleacija
Mitotska katastrofa • Multinukleacija
* * Cell Death Differ , 2005; 12 (Suppl 2): 1463Cell Death Differ , 2005; 12 (Suppl 2): 1463--77* * Cell Death Differ , 2005; 12 (Suppl 2): 1463Cell Death Differ , 2005; 12 (Suppl 2): 1463--77
MehanizmiMehanizmi
SignaliSignali OštećenjeOštećenjeOkolnostiOkolnostiFenotipFenotip
DozaDozaTrajanjeTrajanje
SignaliSignalicitokini, adhezioni citokini, adhezioni
molekuli, metabolički molekuli, metabolički signalisignali
OštećenjeOštećenjeDNK, citotoksički DNK, citotoksički oksidativni stres, oksidativni stres,
hipoksija, fizički agensihipoksija, fizički agensi
AdaptacijaAdaptacijaReparacijaReparacijaReplikacijaReplikacija
NekrozaNekroza(neapoptotska (neapoptotska smrt ćelije)smrt ćelije)ApoptozaApoptozaReplikacijaReplikacija
Mutacioni Mutacioni defektidefekti
smrt ćelije)smrt ćelije)ApoptozaApoptoza
MehanizmiMehanizmiIndukcijaIndukcija
Apoptoza jePrenosPrenossignalasignalap p jproces!
EfektoriEfektorip
EfektoriEfektori
SmrtSmrtM d l ijModulacija
signala
MehanizmiMehanizmi
ReceptorReceptor
I i ij tI i ij tAdaptorAdaptor
InicijatorInicijator
ModulatorModulator Proteini Bcl porodiceProteini koji inhibiraju
EfektorEfektorj j
apoptozuCaspaze
MehanizmiMehanizmi
Pokretanje apoptozePokretanje apoptoze
••preko receptora na ćelijskoj preko receptora na ćelijskoj membrani membrani –– “receptori smrtonosnih “receptori smrtonosnih e b a e b a ecep o s o os ecep o s o os signala”signala”
t ć lij ki f kt i t ć lij ki f kt i št ć j št ć j ••unutarćelijski faktori unutarćelijski faktori –– oštećenje oštećenje mitohondrijalne membrane, slobodni mitohondrijalne membrane, slobodni
dik li št ć j DNK dik li št ć j DNK radikali, oštećenje DNK ...radikali, oštećenje DNK ...
MehanizmiMehanizmi
Okidački signalStres endoplazmatskogretikulumaLigand
Receptor “signala smrti”
CC 2+2+
Adaptor
Citohrom c Prokaspaza 12Prokaspaza 12
CaCa2+2+
Kaspaza 8Kaspaza 8
Prokaspaza 8Prokaspaza 8
Kaspaza 3Kaspaza 3Kaspaza 9Kaspaza 9
APAF 1
Citohrom c
Kaspaza 12Kaspaza 12
ApoptozaAbAbAPPAPP
DP3DP3Prokaspaza 9Prokaspaza 9
APAF-1 Prokaspaza 3Prokaspaza 3
MehanizmiMehanizmiKaspaze – ekipa za “rušenje”U ć lij l i t k kti i i iU ćelijama normalno prisutne kao neaktivni proenzimi
Pripadaju familji proteaza
Imaju obavezno Cys ostatak u aktivnom mestu i zahtevaju Asp ostatak na mestu hidrolize peptidne veze u molekulu supstrata.
U procesu otpočinjanja apoptoze dolazi do aktivacije kaspazaU procesu otpočinjanja apoptoze, dolazi do aktivacije kaspaza
Isključivanje sistema odgovornih za održavanje osnovnih životnih funkcija ćelije
- Proteini koji učestvuju u procesima transkripcije i translacije
- Fragmentacija genomske DNK
-Fragmentacija Goldži aparata i ER
-Fragmentacija mitohondrija
MehanizmiMehanizmiApo2LApo2LApo2LApo2L FasLFasLFasLFasL TNFaTNFaTNFaTNFa ????Apo3LApo3LApo3LApo3L
DR4, DR4, DR5DR5DR4, DR4, DR5DR5
FasFasFasFas TNFR1TNFR1TNFR1TNFR1 DR6DR6DR6DR6DR3DR3DR3DR3
FADDFADDFADDFADD TRADDTRADDTRADDTRADD TRADDTRADDTRADDTRADD
KKaspaza 8aspaza 8KKaspaza 8aspaza 8??
KKaspaza 3aspaza 3KKaspaza 3aspaza 3
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza
MehanizmiMehanizmiFasLFasLFasLFasL
Receptor Receptor smrtonosnog signalasmrtonosnog signala
Receptor Receptor smrtonosnog signalasmrtonosnog signala Fas (CD95)Fas (CD95)Fas (CD95)Fas (CD95)smrtonosnog signalasmrtonosnog signalasmrtonosnog signalasmrtonosnog signala ( )( )( )( )
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DDDDFADDFADDFADDFADD
DE
DD
ED
DED
DED
DED
DED
DE
DD
ED
ProPro--kaspaza 8kaspaza 8ProPro--kaspaza 8kaspaza 8 [Smrt][Smrt][Smrt][Smrt]ProPro--kaspaza 8kaspaza 8ProPro--kaspaza 8kaspaza 8
Kaspaza 8Kaspaza 8Kaspaza 8Kaspaza 8
[Smrt][Smrt][Smrt][Smrt]
MehanizmiMehanizmiFasLFasL
Receptori Receptori ––mamcimamci FasLFasL
Fas (CD95)Fas (CD95) DcR3DcR3
aa
Fas (CD95)Fas (CD95) DcR3DcR3
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DD
DED
DED DED
DED
DD
DED
DED
DED
DED
FADDFADD
PreživljavanjePreživljavanjePreživljavanjePreživljavanje
ProPro--kaspaza 8kaspaza 8PreživljavanjePreživljavanje
MehanizmiMehanizmi
Nagla promena propustljivostiNagla promena propustljivosti unutrašnje membrane mitohondrija¨permeability transition¨
Razdvajanje komponentii t l
Razdvajanje komponentii t lrespiratornog lanca
Kolaps ΔΔYYm m
prestanak sinteze ATP a
respiratornog lancaKolaps ΔΔYYm m
prestanak sinteze ATP aprestanak sinteze ATP-aoslobađanje Ca++
stvaranje slobodnih radikala
prestanak sinteze ATP-aoslobađanje Ca++
stvaranje slobodnih radikalastvaranje slobodnih radikalaoslobađanje malih proteinskih molekula
stvaranje slobodnih radikalaoslobađanje malih proteinskih molekula
MehanizmiMehanizmi
ProPro--kkaspaaspazaza 33OštećenjeOštećenjeStresStres
KKaspaza 8aspaza 8BidBid
StresStres
ApafApaf--11
ProPro--kkaspaaspazaza 99
CitochromCitochrom cc
ApafApaf 11dATPdATP KKaspaaspazaza 33
KKaspaaspazaza 99ProPro--kkaspaaspazaza 33AIFAIF
pp
MehanizmiMehanizmiBax BakBax BakBax BakBax BakBidBidBidBid BclBcl 2/Bcl2/Bcl XXBclBcl 2/Bcl2/Bcl XXBax, BakBax, BakBax, BakBax, BakBid Bid Bid Bid BclBcl--2/Bcl2/Bcl--XXLLBclBcl--2/Bcl2/Bcl--XXLL
Nezavisno od kaspazaNezavisno od kaspazaNezavisno od kaspazaNezavisno od kaspaza Zavisno od kaspazaZavisno od kaspazaZavisno od kaspazaZavisno od kaspaza
Citohrom c Citohrom c Citohrom c Citohrom c ROS ROS ROS ROS
Nezavisno od kaspazaNezavisno od kaspazaNezavisno od kaspazaNezavisno od kaspaza Zavisno od kaspazaZavisno od kaspazaZavisno od kaspazaZavisno od kaspaza
KKaspazaaspaza--99KKaspazaaspaza--99
ApafApaf--1 1 ApafApaf--1 1
SmacSmacSmacSmac
EndoG EndoG EndoG EndoG
AIFAIFAIFAIF
KKaspazaaspaza--3 3 KKaspazaaspaza--3 3
KKaspazaaspaza 9 9 KKaspazaaspaza 9 9 IAPIAPIAPIAP
KKaspaze aspaze KKaspaze aspaze
SmacSmacSmacSmac
OmiOmiOmiOmiRazgradnja Razgradnja DNKDNK
Razgradnja Razgradnja DNKDNK
OksidacijaOksidacijali idli id
OksidacijaOksidacijali idli id
Proteini Proteini Proteini Proteini
DNK DNK DNK DNK lipida lipida lipida lipida
Ćelijska smrtĆelijska smrtĆelijska smrtĆelijska smrt
MehanizmiMehanizmiB lB l 22
BH4BH4BclBcl--2 2
BH2BH2
BH3BH3
BH1BH1BH3BH3
BH2BH2
TMTM BikBikBak(72Bak(72--87)87)
TMTMBclBcl--22BclBcl--XXLLMclMcl--11BclBcl--wwA1A1
BaxBaxBakBakBad (Bad (--TM)TM)
BikBikHrkHrkBid (Bid (--TM)TM)BclBcl--XXSS(+BH4)(+BH4)
BclBcl--XXLL
ProapoptotskiProapoptotskiAntiapoptotskiAntiapoptotski
A1A1
MehanizmiMehanizmiRegulacija BclRegulacija Bcl--2 proteina2 proteina
na nivou genske ekspresijena nivou genske ekspresijeILIL--3 3
g p jg p jposttranslacione posttranslacione modifikacijemodifikacije
Kinaze Kinaze
•• fosforilacijafosforilacija•• proteolizaproteoliza P P pp
BclBcl--22BaxBax 1414--33--33
BBadad
ccBax Bax
ApoptozaApoptoza PreživljavanjePreživljavanje
1414 33 3 3
MehanizmiMehanizmiKaspaza 9Kaspaza 9
dATPdATP
Apaf-1Apaf-1
Citohrom CCitohrom CdATPdATP
Pro-kaspaza 9Pro-kaspaza 9
Apaf-1Apaf-1
BclBcl--22BclBcl 22
BBaxaxApaf-1
BclBcl 22BclBcl--22
MehanizmiMehanizmiGenotoksički Genotoksički
stresstres
Aktivni Aktivni p53p53
Waf1 Waf1 (p21)(p21)
IGFIGF--BP3BP3 Ciklin GCiklin GGADD45GADD45MDM2MDM2(p21)(p21)
CdkCdk
G1 SpRBpRB
pRBpRB
PPCdkCdk
p21p21
CiklinCiklin
PCNAPCNA
G1 SE2FE2F
E2FE2F
MehanizmiMehanizmiGenotoksički Genotoksički
Akti i 53Akti i 53
stresstres
Aktivni p53Aktivni p53
BaxBaxIGFIGF--BP3BP3
BclBcl--22IGF1RIGF1R TFHIITFHII RPARPA
GADD45GADD45
PCNAPCNAIGFIGF BP3BP3FasFas
IGF1RIGF1RIGFIIIGFII
RPARPA PCNAPCNA
p21p21Waf1Waf1
Zavisi od funkcije Zavisi od funkcije 53 t k i iji53 t k i iji i i d f k ij 3 k i ijii i d f k ij 3 k i ijip53 u transkripcijip53 u transkripciji
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza ApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza
Ne zavisi od funkcije p53 u transkripcijiNe zavisi od funkcije p53 u transkripciji
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza ApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza
MehanizmiMehanizmiOštećenje Oštećenje
DNKDNK
Indukcija sintezeIndukcija sintezeIndukcija sintezeIndukcija sintezeSSprečavanje razgradnjeprečavanje razgradnje
PP PPPP
CiklinCiklin--CDKCDKp21 (Wafp21 (Waf--1)1)p53p53Geni za Geni za apoptozuapoptozu
PP
PP PP
PP
PP
PP
PP
Geni za popravkuGeni za popravku Aktivni pRBAktivni pRB Neaktivni pRBNeaktivni pRBGeni za popravku Geni za popravku DNKDNK
MehanizmiMehanizmi
Procesi koji zavise
Signali za ćelijsku smrt
NeNe DaDaATPATPNekroza od ATP-aNeNe DaDaATPATPNekroza
Kaspaznak k d
Aktivni transport Nekroza NeNe DaDa
ATPATPkaskada
Cas8 Cas3
u jedro(zavisi od ATP-a)
ApoptozaApoptozaApoptozaApoptoza
Mehanizmi Mehanizmi -- primenaprimena
U dizajniranju antitumorskih lekova- Poremećaj odnosa proapoptotskih/antiapoptotskih činilaca- Protein/protein interakcije
AutofagijaAutofagija (Tip 2)(Tip 2)
AutofagijaAutofagija (Tip 2)(Tip 2)AutofagijaAutofagija (Tip 2)(Tip 2)
S fSlični stresori mogu da dovedu ili do apoptoze ili do autofagije, što zavisi od konteksta, praga osetljivosti i drugih činilaca.
Pored toga, ova dva procesa u određenom astepenu inhibiraju jedan drugog,Pored toga, ova dva procesa u određenom astepenu inhibiraju jedan drugog, ali u nekim slučajevima u istoj ćeliji se mogu uočiti i karakteristike apoptoze i autofagije Iako se smatra da autofagija uglavnom ćelijama omogućava prilagođavanje
t i ž t f ij d di d ti ć lijna stres, izražena autofagija dovodi do smrti ćelije.
ERERERER
NekrozaNekroza (Tip 3)(Tip 3)NekrozaNekroza (Tip 3)(Tip 3)ERERERER
MtMtMtMt
ERERERER
MitotskaMitotska katastrofakatastrofaMitotskaMitotska katastrofakatastrofa
MehanizmiMehanizmi
MehanizmiMehanizmi
Biohemijski procesiBiohemijski procesiBiohemijski procesiBiohemijski procesi
Stimulus Proces Modalitet ćelijsketismrti
Aktivacijareceptora smrtiOštećenje DNK
MMPAktivacija kaspaza
ApoptozaOštećenje DNKER stres
Nedostatak
Aktivacija kaspaza
Autofagna Autofagna ć
inhibicija kaspaza
nutrienata
Osmotska liza
vakuolizacija
Masivna aktivacija
smrt ćelijainhibicija makroautofagije
Osmotska lizaROSPreopterećenje Ca2+
Masivna aktivacija litičkih enzima Nekroza
Detekcija Detekcija -- morfologijamorfologija
Detekcija Detekcija -- morfologijamorfologijaDAPIDAPI
Propidijum jodidPropidijum jodidPropidijum jodidPropidijum jodid
AkridinAkridinAkridinAkridinoranžoranž
Aneksin VAneksin V
Detekcija Detekcija -- mitohondrijemitohondrijeDepolarizacija Depolarizacija mitohondrijamitohondrija
100 101 102 103 104FL1-H
100 101 102 103 104FL2-H
10
12
4
6
8
kontrola
L3 (50 mkroM)
0
2
0 2 4 6 8
Detekcija Detekcija –– oštećenje membraneoštećenje membrane
kontrola Annexin PI.001kontrola Annexin PI.001
Pojava Pojava fosfatidilserinafosfatidilserina na na spoljnoj strani membranespoljnoj strani membrane
100 101 102 103 104
M1
spoljnoj strani membranespoljnoj strani membrane
100 101 102 103 104Annexin V FITC
100 101 102 103 104Annexin V FITC
Taxol 24h Annexin PI.001
M1
A i V
100 101 102 103 104Annexin V FITC
100 101 102 103 104Annexin V FITC
Annexin V
Detekcija Detekcija –– aktivni egzekutoriaktivni egzekutoriAntitelo na aktivisanuAntitelo na aktivisanu•• NovoroNovorođeni pacovđeni pacovkaspazu 3 (17 kDa)kaspazu 3 (17 kDa)
•• NovoroNovorođeni pacov đeni pacov •• 15 min. ishemija15 min. ishemija•• 3 h reperfuzija3 h reperfuzija
•• Leukemija Leukemija •• Razmaz krviRazmaz krvi
AntiteloAntitelo na aktivisanuna aktivisanukaspazukaspazu 33
•• Posle citostatikaPosle citostatika
kaspazukaspazu 33
Detekcija Detekcija –– fragmentacija DNKfragmentacija DNK3’ 3’
5’ 5’
DNKDNK
Proces apoptozeProces apoptoze
3’ 3’ TerminalnaTerminalnaTerminalnaTerminalna
dNTPdNTPendonukleazeendonukleaze
5’ 5’
TerminalnaTerminalnatransferazatransferazaTerminalnaTerminalnatransferazatransferaza
TUNEL h ikTUNEL h ikTUNEL h ikTUNEL h ikTUNEL tehnikaTUNEL tehnikaTUNEL tehnikaTUNEL tehnika
Detekcija Detekcija -- fragmentacija DNKfragmentacija DNKHL 60 12 5 M 12hHL-60, 12,5 µM, 12h
M1 M2 M3M4
0 200 400 600 800 1000FL2-A
B-16, 25 µM, 24h
M1 M2M3
M4
0 200 400 600 800 1000FL2 AFL2-A
The engine driving the ship: metabolic steering of cell proliferation and deathMarisa R. Buchakjian & Sally Kornbluthdoi: 10.1038/nrm2972
Dodatne informacije : Nature Reviews Molecular Cell Biology Focus on APOPTOSIS
September 2010621 |
Mitochondria and cell death: outer membrane permeabilization and beyondStephen W. G. Tait & Douglas R. Greendoi: 10.1038/nrm2952
October 2008781 |
Phagosome maturation: going through the acid testJason M. Kinchen & Kodi S. Ravichandrandoi: 10.1038/nrm2515
July 2008532 |
Cytochrome c: functions beyond respirationYong-Ling P. Ow, Douglas R. Green, Zhenyue Hao & Tak W. Makdoi: 10.1038/nrm2434
January 200847 |
The BCL-2 protein family : opposing activities that mediate cell deathRichard J. Youle and Andreas Strasserdoi: 10 1038/nrm2308doi: 10.1038/nrm2308
September 2007741 |
Self-eating and self-killing: crosstalk between autophagy and apoptosisM. Chiara Maiuri, Einat Zalckvar, Adi Kimchi and Guido Kroemerdoi:10.1038/nrm2239
May 2007
405 |
The apoptosome : signalling platform of cell deathStefan J. Riedl and Guy S. Salvesendoi:10.1038/nrm2153
February 2006
97 |
Developmental apoptosis in C. elegans: a complex CEDnarioGuillaume Lettre & Michael O. Hengartnerdoi:10.1038/nrm1836