Роль митохондрий в апоптозе - Курсовая работа

У большинства многоклеточных живых организмов встречается такой процесс как клеточная гибель. Клетки умирают, будь то случайно, например, при повреждениях, или же запрограммировано, например, массовая гибель нейронов (40-70%) в эмбриогенезе, а так же, в течение всей жизни организма. Клеточную смерть можно разделить на две большие категории - некроз (от греч. Два пути клеточной гибели: а - апоптоз (программированная клеточная смерть): 1 - специфическое сжатие клетки и конденсация хроматина, 2 - фрагментация ядра, 3 - фрагментация тела клетки на ряд апоптических телец; б - некроз: 1 - набухание клетки, вакуолярных компонентов, конденсация хроматина (кариорексис), 2 - дальнейшее набухание мембранных органоидов, лизис хроматина ядра (кариолизис), 3 - разрыв мембранных компонентов клетки - лизис клетки В результате этого, вода в большом количестве попадает в клетку, вызывая ее набухание с последующим разрывом и растворением (лопаются мембраны органоидов, происходит закисление цитоплазмы и растворение ядра (кариолизис)).Термин "апоптоз", предложенный в 1972 г. английскими учеными J.F.R. Currie, состоит из двух греческих слов и означает в буквальном смысле "отделение лепестков от цветов", а применимо к клетке - особый тип смерти путем разделения ее на части ("апоптозные тельца"), которые впоследствии фагоцитируются соседними клетками разного типа, с целью не допустить появление воспалительной реакции. Она играет большую роль в апоптозе, вызываемом различными раздражителями; объединяет сигналы клеточной смерти посредством белков семейства Bcl-2 (белков, в зависимости от ситуации стимулирующих или подавляющих апоптоз) и активирует выход цитохрома С (белка, переносящего электроны между белковыми комплексами во внутренней мембране митохондрии), в результате чего митохондриальная мембрана становится проницаемой. Выделяясь из митохондрий, цитохром С включается в состав апоптосомы. Ее появление активирует каспазы (относящиеся к классу цистеиновых протеаз, расщепляющие белки по аспарагиновой кислоте; при активации приобретают способность расщеплять основные внутриклеточные элементы), запускающие каскад апоптозных реакций.IMG_43718267-20fb-407a-b831-ea9b95b31e96На рисунке 4 митохондрии окрашены антителами, для того, чтобы их можно было увидеть в клетке. Слева (рисунок «a») изображена клетка в нормальном состоянии. Далее с митохондрией связывается белок Bax, пытаясь встроиться в митохондриальную пору с целью выпустить цитохром С.Целостность плазматической мембраны при апоптозе не нарушается, хотя происходит ее выпячивание и «пузырение» за счет изменений цитоскелета. При апоптозе цитоплазма клетки уплотняется, хроматин конденсируется, ядро подвергается сморщиванию и в дальнейшем распадается на отдельные везикулы. Митохондрия при апоптозе, с точки зрения морфологии, на протяжении долгого времени остается неизменной, а при некрозе происходит ее набухание. Однако, обзор литературы прошлого, когда апоптоз еще не был описан, показывает аномалии митохондрий в процессе клеточной гибели, что можно классифицировать как апоптоз.Многие сигналы смерти поступают на митохондрию посредством белков семейства Bcl-2, таких, как белки Bid и Bad. В некоторых клетках белок Fas взаимодействует с трансмембранным белком, запуская тем самым программу смерти, что приводит к тримеризации Fas и формированию вызывающего клеточную смерть комплекса сигналов (DISC - death-inducing signaling complex). Затем, каспаза 8 взаимодействует с белком Bid и расщепляет его до концевого продукта - t-Bid, который, активизирует Bax или Bax-подобные белки, способствующие активизации и выходу цитохрома С (смотри рисунок 5). Эти события могут быть вызваны посредством взаимодействия Bax с белком Bid или прокаспазой-8 вкупе с белками Bid и TBID, а так же, могут быть подавлены путем прямого взаимодействия Bax с белками Bcl-2 и Bcl-XL. Есть, так же, вариант, когда t-Bid может активизировать цитохром С самостоятельно, без взаимодействия с Bax, встраиваясь в мембрану митохондрии и, вкупе с белком - порином, образуя канал проводимости.Если пора находится в открытом состоянии, то через нее в митохондрию могут свободно пройти вода и растворенные в ней вещества, что приведет к отеку и разрыву внешней мембраны митохондрии.Независимо от ядерной ДНК, каждая митохондрия имеет свой собственный генетический аппарат. Наличие своего собственного ДНК в митохондриях открывает новые пути в исследованиях проблемы старения, которое возможно связано с устойчивостью митохондрий. К тому же мутация митохондриальной ДНК при известных дегенеративных болезнях (Альцгеймер, Паркинсон...) наводит на мысль, что они могут играть особую роль в этих процессах. Изза постоянного последовательного деления митохондрий, направленного на производство энергии, их ДНК «снашивается». Когда митохондрии перестают вырабатывать энергию вообще - наступает клеточная смерть (гибнет клетка).Во взрослом организме апоптоз происходит все время. Отмирают клетки вольфовых и мюллерова каналов при разви

Содержание

Введение. Некроз и апоптоз

1. Митохондрия как центральный контрольный пункт апоптоза

2. Морфологические изменения и перераспределение митохондрий в клетке во время апоптоза

2.1 Перераспределение митохондрий

2.2 Морфологические проявления апоптоза

3. Митохондрии - опосредованный апоптоз

3.1 Модели протекания апоптоза

3.2 Пять моделей высвобождения цитохрома С из митохондрии в процессе апоптоза

3.3 Митохондриальная пора

4. Митохондрии и старение

Заключение

Список литературы

Некроз и апоптоз

У большинства многоклеточных живых организмов встречается такой процесс как клеточная гибель. Клетки умирают, будь то случайно, например, при повреждениях, или же запрограммировано, например, массовая гибель нейронов (40-70%) в эмбриогенезе, а так же, в течение всей жизни организма. Клеточную смерть можно разделить на две большие категории - некроз (от греч. - омертвление) и апоптоз (от греч. - распадение). Эти два процесса, ведущие к гибели клетки, идут по разным механизмам (см. рис. 1).

IMG_39da4146-6c95-4752-a0a0-5f85fff523fb

Рис. 1. Два пути клеточной гибели: а - апоптоз (программированная клеточная смерть): 1 - специфическое сжатие клетки и конденсация хроматина, 2 - фрагментация ядра, 3 - фрагментация тела клетки на ряд апоптических телец; б - некроз: 1 - набухание клетки, вакуолярных компонентов, конденсация хроматина (кариорексис), 2 - дальнейшее набухание мембранных органоидов, лизис хроматина ядра (кариолизис), 3 - разрыв мембранных компонентов клетки - лизис клетки

Некроз - обусловлен нарушением внутриклеточного гомеостаза, за счет подавления работы мембранных насосов. В результате этого, вода в большом количестве попадает в клетку, вызывая ее набухание с последующим разрывом и растворением (лопаются мембраны органоидов, происходит закисление цитоплазмы и растворение ядра (кариолизис)). Такая гибель является результатом недостатка кислорода, действия многих ядов, и др. Участок некроза подвергается атаке лейкоцитов и в зоне некроза развивается воспалительная реакция.

Апоптоз - программируемая клеточная смерть (ПКС) - регулируемый процесс удаления ненужных, постаревших и поврежденных клеток. Клетки гибнут не изза физического или химического повреждения, а как бы «беспричинно». В ходе апоптоза клетка не растворяется, а распадается на отдельные участки, ограниченные плазматической мембраной (апоптические тельца). Эти тельца фагоцитируются (поглощаются) либо макрофагами, либо соседними здоровыми клетками. И этот процесс не сопровождается воспалительной реакцией.

Ученые, занимающиеся апоптозом, выяснили, что в этом процессе колоссальную роль играют митохондрии. Эти органоиды выделяют в цитозоль вещества, которые повышают вероятность клетки быть подвергнутой апоптозу.

Я бы хотела обозначить механизмы апоптоза, а так же, участие в них митохондрий.