Celle død - kap 18.

Hvad er apoptose, og hvilken funktion har det?

Apoptose er en genetisk reguleret form for programmeret celledød, hvor kroppen fjerner celler, der ikke længere er nødvendige, eller som kan være skadelige, f.eks. beskadigede celler.

Hvilken funktion har apoptose under udviklingen og hos voksne organismer?

Under udviklingen former apoptose kroppens strukturer ved at fjerne overflødige celler, f.eks. mellem fingrene. Hos voksne opretholder apoptose vævshomeostase som er balancen mellem celledeling og celledød.

Hvad er forskellen på apoptose og nekrose?

Apoptose: En programmeret, aktiv og energikrævende proces, hvor cellen skrumper, cellekernen kondenserer, og cellen opdeles i mindre fragmenter, som optages og nedbrydes af andre celler ved fagocytose uden at udløse inflammation

Nekrose: Er en ukontrolleret celledød som følge af skade, hvor cellen svulmer op, plasmamembranen brister, og celleindholdet frigives, hvilket udløser inflammation og kan skade naboceller.

Hvilke ændringer sker der i en celle under apoptose?

Under apoptose skrumper cellen, DNA kondenserer og fragmenteres. Fosfatidylserin flyttes til plasmamembranens yderside, hvor det fungerer som et signal, der får fagocytter til at genkende og optage den døende celle. Samtidig gør Bax og Bak mitokondriets ydre membran gennemtrængelig, så cytokrom c, frigives til cytosolen og medvirker til at aktivere caspasekaskaden - der nedbryder cellens proteiner. Til sidst opdeles cellen i mindre membranomsluttede fragmenter, som optages og nedbrydes ved fagocytose.

Hvad er caspaser, og hvordan aktiveres de under apoptose?

Caspaser er proteaser, som først dannes som inaktive proteiner, der kaldes procaspaser. I den mitokondrielle apoptosevej frigives cytokrom c fra mitokondriet og medvirker til at aktivere initiatorcaspaser. Disse aktiverer flere eksekveringscaspaser ved at kløve procaspaser ved aspartat-rester via cystein-rester, så deres prodomæner fjernes. De tilbageværende store og små underenheder omorganiseres til aktive eksekveringscaspaser, som kan aktivere endnu flere caspaser i en forstærkende kaskade. Eksekveringscaspaserne kløver også cellens proteiner i cytosolen og nukleære laminer.

Hvordan aktiveres apoptose via den intrinsiske signalvej, og hvilken rolle spiller Bcl-2-familien?

Intrinsiske signal: Ved et apoptotisk signal aktiveres Bax og Bak. Disse gør mitokondriets ydre membran gennemtrængelig, så cytokrom c frigives til cytosolen. Her binder cytokrom c til adaptorproteiner, som danner et apoptosom, der aktiverer procaspase-9 og starter caspasekaskaden. Det anti-apoptotiske protein Bcl-2 hæmmer Bax og Bak og forhindrer dermed frigivelsen af cytokrom c og aktiveringen af apoptose.

Hvordan aktiveres apoptose via den ekstrinsiske signalvej?

Når Fas-ligand på en dræberlymfocyt binder til Fas-receptoren på en anden celle, dannes et proteinkompleks, som aktiverer initiatorcaspaser.

Hvilke signaler kan udløse apoptose?

Apoptose kan udløses af negative signaler som DNA-skader (via p53), oxidativt stress, fejlfoldede proteiner og aktivering af dødsreceptorer som Fas. Det kan også udløses ved mangel på positive signaler som overlevelsesfaktorer.

Hvad er forskellen på overlevelsesfaktorer, mitogener og vækstfaktorer?

• Overlevelsesfaktorer: Hæmmer apoptose og sikrer dermed cellens overlevelse.

• Mitogener: Stimulerer celledeling ved at fremme cellens progression gennem cellecyklus.

• Vækstfaktorer: Stimulerer cellevækst ved at øge syntesen og hæmme nedbrydningen af proteiner og andre makromolekyler, så cellens størrelse og masse øges.

Hvad er forskellen på cellevækst og celleproliferation?

Cellevækst er en stigning i den enkelte celles størrelse og masse, mens celleproliferation er en stigning i antallet af celler gennem celledeling.

Hvordan kan overlevelsesfaktorer hæmme apoptose gennem Bcl-2?

Overlevelsesfaktorer binder til receptorer på plasmamembranen og aktiverer en signalvej, som aktiverer transkriptionsregulatorer, der øger produktionen af det anti-apoptotiske protein Bcl-2. Bcl-2 hæmmer Bax og Bak og forhindrer dermed frigivelsen af cytokrom c fra mitokondrierne, så apoptose hæmmes.

Hvordan stimulerer mitogener celleproliferation gennem Rb-proteinet?

Mitogener binder til receptorer på plasmamembranen og aktiverer en signalvej, som aktiverer G1-Cdk og G1/S-Cdk. Disse fosforylerer og inaktiverer Rb-proteinet, som normalt hæmmer en transkriptionsregulator. Når Rb inaktiveres, frigives transkriptionsregulatoren, som aktiverer gener, der fremmer cellecyklus og celledeling.

Hvordan stimulerer vækstfaktorer cellevækst?

Vækstfaktorer binder til enzymkoblede receptorer (RTK'er) på plasmamembranen og aktiverer PI3K, som aktiverer Akt og derefter mTOR. mTOR stimulerer proteinsyntesen og hæmmer proteinnedbrydningen, så cellens størrelse og masse øges.

Hvad er myostatin, og hvorfor giver mutationer i myostatin-genet større muskler?

Myostatin er et signalprotein, der hæmmer muskelvækst. Mutationer, som nedsætter eller ødelægger myostatins funktion, fjerner denne hæmning, hvilket fører til øget muskelmasse.

Hvordan regulerer overlevelsesfaktorer apoptose under nervesystemets udvikling?

Nerveceller konkurrerer om overlevelsesfaktorer, som frigives fra deres målceller. Nerveceller, der modtager tilstrækkelige overlevelsesfaktorer, overlever, mens de øvrige gennemgår apoptose, så antallet af nerveceller tilpasses antallet af målceller.

Hvordan kan Bcl-2-familien bidrage til udviklingen af kræft?

Bcl-2 fungerer som et onkogen, da øget aktivitet hæmmer apoptose og lader beskadigede celler overleve, mens Bax fungerer som en tumorsuppressor, da det fremmer apoptose. Øget Bcl-2-aktivitet eller tab af Bax-funktion kan derfor bidrage til kræftudvikling.