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Apoptosis. • Termino acuñado por Kerr, 1972.
• Describe un tipo de muerte celular fisiológica, altamente regulada y conservada.
• Serie de sucesos morfológicos y bioquímicos.
• Desintegración de la célula y posterior fagocitosis.
Eventos morfológicos.
Secuencia de cambios morfológicos que se observan en las células que mueren por apoptosis.
Apoptosis ≠ Necrosis.
Secuencia de cambios morfológicos correspondiente al proceso de necrosis comparado con los cambios que tienen lugar durante la
apoptosis.
Apoptosis ≠ Necrosis.Apoptosis: Necrosis:
• Proceso regulado. • Pérdida de homeostasis.
• Clivaje del ADN al azar.
• Dependiente de energía. • Independiente de energía.
• Fragmentación de ADN.
• Liberación de Factores desde la mitocondria.
• Grupos celulares
• Con Inflamación.
• Células individuales.
• Sin Inflamación
Fragmentación Nuclear.
• Sello de la muerte celular programada.
• Mediada por CAD (DNAsa Activada por Caspasa).
• Regulada por ICAD (Inhibidora de CAD).
Fragmentación Nuclear.
Ilustración de la bioquímica de la fragmentación del ADN y formación de la escalera de ADN en gel.
Caspasas.
• Cisteine Aspartil- Specific Proteases (Caspases).
• Proteasas con sitio activo que cliva sustratos luego de los residuos de ácido aspártico.
• Son las ejecutoras centrales de las vías apoptóticas.
Resultado de la actividad de las caspasas.
El clivaje catalítico lleva a varios resultados:
• El resultado mas probable es la pérdida de función (a y b).
• La proteólisis puede resultar en una ganancia de actividad (c y d).
Mecanismos de activación de las caspasas.
• Clivaje catalítico por una caspasa “upstream” o activadora (a).
• Modelo de proximidad inducida (b).
• Formación de holoenzimas (c).
Familia de proteínas Bcl-2 y Mitocondria.
• Existen miembros pro y anti apoptóticos.
• Muchos genes que codifican:
– Pro apoptóticas: [Bax, Bak, Bok (Mtd), Bad, Bid, Bim, Bik, Hrk, Bcl-XS, APR (Noxa), p193, Bcl-G, Nip3 y Nix (BNIP)].
– Anti apoptóticas: [Bcl-2, Bcl-XL , Mcl-1, Bfl-1 (A1), Bcl-w, y Boo (Diva)].
• La interacción de todas estas proteínas, sumadas a una gran cantidad de intermediarios, conforman una compleja red que gobierna la apoptosis.
Resumen de las interacciones y vías involucradas en el proceso apoptótico.
Mitocondria y liberación de citocromo c y otras proteínas.
• En Mitocondria hay abundante actividad de Flia Bcl-2.
• Se liberan Citocromo c.
• Otros factores como:
– AIFs (Factores Inductores de Apoptosis).
– Smac/ Diablo (inhiben a las AIPs).
• Algunas caspasas.
Liberación de factores desde la mitocondria.
• Se postularon 3 modelos:
– Los miembros de Bcl-2 forman canales que facilitan el transporte de proteínas.
– Miembros de Bcl-2 interactúan con otras prot. para formar canales (VDAC, voltage depending ion channel).
– Los miembros de Bcl-2 inducen rupturas en la membrana externa de la mitocondria.
PTPs (Permeability Transition Pore)
• Esta compuesto por: Creatin- quinasa (CK), VDAC, un traslocador del nucleótido adenina (ANT), el receptor de benzodiazepina (PBR) y ciclofilina (CycD).
• Su apertura resulta en una despolarización mitocondrial, desacoplamiento de la fosforilación oxidativa e hinchamiento de la mitocondria.
Resumen de las interacciones y vías involucradas en el proceso apoptótico.
Desarrollo y apoptosis.
• Durante el desarrollo se forman células en exceso que luego son removidas por apoptosis.
• Mecanismo selectivo y preciso, según el contexto del programa de desarrollo.
• Mecanismo altamente regulado y con bases genéticas, conservado en los metazoos.
• Actúa eliminando errores estocásticos que se dan durante el desarrollo.
Apoptosis en Caenorhabditis elegans.
• Durante su ontogenia 131 de sus 1090 células somáticas mueren por apoptosis quedando un adulto de 959.
• Genes específicos para su regulación, ejecución y resolución: egl-1, ced-3, ced-4, ced-9.
Apoptosis en Drosophila melanogaster.
• Es mas compleja que la de C. elegans.
• Esta representada por: reaper (RPR), GRIM y HID (head involution defective)
• Esta regulado por Ras/ Rat/ MAPK.
• Estos componentes interactúan con los de mamíferos.
Apoptosis en vertebrados.
• En Drosophila y C. elegans el desarrollo esta restringido.
• En vertebrados la morfogénesis, remodelación y regeneración se mantienen durante la vida por lo que la apoptosis juega un rol fundamental durante el desarrollo y la vida adulta.
La maquinaria apoptótica en vertebrados es substancialmente homóloga a la de invertebrados aunque mucho mas compleja: Caspasas, Bcl-2, AIPs, vías de señalización de supervivencia y muerte, etc.
MÉTODOS DE DETECCIÓN
DNA LADER
TUNEL CL L.MAXIMUS