CYKL KOMÓRKOWY
Fazy cyklu
W życiu komórki wyróżnia się dwa główne okresy, które powtarzają się regularnie i dlatego nazwano to zjawisko cyklem komórkowym. Na cykl komórkowy składają się zatem, okres podziału komórki zwany również fazą M oraz okres między podziałami.
W fazie M zachodzi podział komórki, czyli mitoza, która w zależności od typu komórki trwa od 30 do 60 minut i kończy się rozdzieleniem dwóch komórek siostrzanych. Okres między podziałami jest okresem aktywności komórki, w którym przygotowuje się ona do kolejnego podziału i składa się on z trzech faz nazwanych w kolejności G1, S i G2. Faza G1 (ang. Gap 1) rozpoczyna się zaraz po fazie M i jest przygotowaniem do replikacji DNA zachodzącej w fazie S. W komórkach ssaków faza G1 trwa około 12 godzin i jest okresem intensywnego wzrostu komórki oraz odbudowy orgenelli komórkowych.
Faza S (ang. Synthesis) jest czasem replikacji DNA, po której rozpoczęciu komórka nie może już wrócić do fazy G1, ale musi dokończyć fazę S.
Faza G2 (ang. Gap 2) to faza, w której zachodzą bezpośrednie przygotowania komórki do wejścia w mitozę. W tym czasie kontrolowana jest prawidłowość replikacji DNA. Kontrola ta polega na sprawdzeniu, czy cały materiał genetyczny został powielony. Jest to również okres syntezy składników wrzeciona podziałowego oraz kontroli ich jakości. W komórce zachodzą w tym czasie procesy intensywnej syntezy innych związków potrzebnych do rozpoczęcia mitozy.
Czas trwania całego cyklu komórkowego jest zmienny i zależy od typu komórki oraz od stopnia rozwoju tkanki. Najszybciej cykl przebiega w komórkach zarodkowych. W zapłodnionym jaju żaby, na przykład pełny cykl trwa tylko około 30 minut. W tkankach zróżnicowanych trwa on zwykle 24 godziny lub dłużej. Odstępstwem są komórki zmienione nowotworowo, których cykl komórkowy ulega skróceniu.
Cykl ma charakter postępowy to znaczy, że z chwilą wejścia komórki w fazę G1 systemy regulacyjne działające na poziomie molekularnym stymulują procesy biochemiczne prowadzące do przejścia w kolejne fazy. Spowolnienie cyklu w fazie G1 oraz ekspresja białek nie będących niezbędnymi w procesach podziałowych powoduje wydłużenie tej fazy i umożliwia przejście komórki w tak zwaną fazę G0, co oznacza, że komórka opuszcza cykl komórkowy. Tak się dzieje na przykład z komórkami nerwowymi, mięśniowymi, itp.
Regulacja cyklu komórkowego
Mechanizm regulacji cyklu komórkowego obejmuje szereg przemian biochemicznych prowadzących do zmiennej ekspresji białek wpływających na jego poszczególne etapy. W fazie G2 czynnikiem pobudzającym przejście komórki do mitozy jest czynnik MPF (M., phase Promoting Factor). MPF jest wieloskładnikowym zespołem białkowym, a jego kluczowym składnikiem jest białko, którego stężenie w komórce zmienia się cyklicznie i dlatego nazwano je cykliną. Białko to charakteryzuje się obecnością licznych domen. Jedna z nich, na przykład wykazuje powinowactwo do enzymu białkowego zwanego kinazą. Aktywność enzymatyczna kinazy, która polega na fosforyzacji substratów w komórce oraz podjednostki regulatorowej kompleksu cyklina kinaza, zależy od jej połączenia z cykliną i dlatego nazywana jest kinazą cyklino-zależną (ang. cyklin dependent kinase - CDK). Synteza jednej z cyklin zwanej cykliną B rozpoczyna się w fazie G2, a najwyższe stężenie osiąga we wczesnej profazie i kończy się gwałtownie w anafazie mitozy. W chwili osiągnięcia odpowiedniego stężenia aktywowana jest domena kinazy cyklino-zależnej 1 (CDK1). Kineza ta w aktywnym połączeniu z cykliną B katalizuje fosforyzację białek zmieniając ich funkcje, czego konsekwencją jest kondensacja chromosomów, zanik błony jądrowej oraz tworzenie wrzeciona kariokinetycznego. Szybki rozpad cykliny B, który ma miejsce na początku interfazy zachodzi na drodze ubikwitynacji. Specyficzna sekwencja zlokalizowana w pobliżu końca aminowego cykliny B jest rozpoznawana przez ligazę ubikwintyny, która przyłącza białkowe cząsteczki ubikwintyny do reszt lizyny w cyklinie B. Tak zmodyfikowane białko jest rozpoznawane przez kompleks proteosomu, w którym ulega wstępnej proteolizie, a dalszy jego rozpad zachodzi w lizosomach. MPF jest głównym regulatorem w komórkach ssaków pobudzającym mitozę, ale w komórkach tych obecne są również inne kinazy zależne od cyklin innych niż cyklina B, które są aktywne w pozostałych etapach cyklu komórkowego.
Komórki znajdujące się w fazie G0 pobudzane są przez czynniki wzrostowe do przejścia w fazę G1. Proces ten kontroluje kinaza CDK4 zależna od cykliny D. Cyklina D rozpoznaje substraty regulujące aktywność enzymów niezbędne do syntezy białek potrzebnych do produkcji prekursorów inicjujących replikację DNA. Aktywność kompleksu CDK4-cyklina D trwa do mniej więcej połowy fazy G1. Później ujawnia się wzmożona aktywność kompleksu CDK6-cyklina D, a na przejściu do fazy S najaktywniejszy jest zespół CDK2-cyklina E. Działanie kompleksów CDK4 i 6 ustaje na skutek niestabilności cykliny D. Kompleks CDK2-cyklina E, którego aktywność pojawia się pod koniec fazy G1 osiąga maksymalną aktywność w czasie przejścia komórki z fazy G1 do fazy S. Regulacja przebiegu fazy S zależy natomiast od aktywności kompleksu CDK2-cyklina A, która utrzymuje się przez cały czas replikacji DNA.
Zarówno cykliny jak i zależne od nich kinazy są czynnikami odgrywającymi kluczową rolę w ekspresji genów, których produkty warunkują replikację DNA. Wśród genów regulowanych przez kompleksy CDK-cyklina wyróżnia się geny wczesnej odpowiedzi, kodujące białka działające jako czynniki transkrypcyjne. Obecnie znane są trzy grupy takich białek. Białka helisa-zwrot-helisa, są homodimerami wiążącymi DNA. Białka „palca cynkowego”, to druga grupa białek, które współdziałają z DNA za pośrednictwem pętli o długości 23 aminokwasów zawierającej naprzemiennie cystyeinę i histydynę. Trzecią grupą są amfipatyczne białka heliakalne, które wiążą się z DNA zmieniają jego dostępność transkrypcyjną. Geny opóźnionej odpowiedzi, kodują czynniki, najczęściej enzymy, które pobudzają metabolizm komórki.
Warunkiem prawidłowego funkcjonowania komórki jest przejście cyklu komórkowego tak, aby w każdej z jego faz wszystkie procesy związane z replikacją oraz rozdziałem DNA przebiegały prawidłowo. W celu uniknięcia błędów związanych z replikacją i segregacją DNA w cyklu komórkowym występują tak zwane „punkty kontrolne”, w których specyficzne białka monitorują jakość genów, prawidłowość reakcji związanych z wierną replikacją nowo zsyntetyzowanych nici w stosunku do pierwowzoru oraz rozdział DNA do komórek potomnych. Jednym z nich jest białko p53, zbudowane jest z 393 aminokwasów o masie cząsteczkowej 53.000. Kodowane jest ono przez gen P53. W warunkach fizjologicznych białko p53 tworzy kompleks z białkami MDM2. Kompleks ten ulega szybkiej degradacji w przypadku braku zapotrzebowania w komórce na czynniki transkrypcyjne. Białko p53 odgrywa główną rolę w kontroli przejścia komórki z fazy G1 do fazy S cyklu komórkowego. Gdy zaistnieje konieczność zatrzymania komórki w fazie G1, po wykryciu uszkodzenia DNA, białko p53 inicjuje transkrypcję genów kodujących białka hamujące aktywność kinaz. Do białek tych zalicza się między innymi: białko p21 (uniwersalny inhibitor kinaz cyklino-zależnych CDK), białko 14-3-3, a także białko GADD45 (wiąże się z PCNA, czyli jądrowym antygenem proliferujących komórek, który jest niezbędnym składnikiem kompleksu replikacyjnego). Białka te powodują zahamowanie aktywności CDK, których podjednostkami regulatorowymi są cykliny D i E. W wyniku tego procesu nie dochodzi do fosforylacji białka supresorowego pRb (retinoblastoma). Niefosforylowane białko Rb nie uwalnia czynników transkrypcyjnych E2F, co blokuje transkrypcję genów, których produkty potrzebne są do inicjacji i przebiegu fazy S. Po usunięciu uszkodzenia DNA przez systemy naprawcze, białko p53 występujące w normalnie funkcjonujących komórkach w bardzo niskich stężeniach w jądrze komórkowym, ulega degradacji i komórka wchodzi w fazę S cyklu komórkowego.
W fazie S, w której zachodzi replikacja DNA, błędy replikacyjne mogą prowadzić do groźnych dla komórki konsekwencji, ze śmiercią włącznie. Inicjacja syntezy DNA we wczesnej fazie S kontrolowana jest przez cyklinę E, cyklinę A oraz kinazę CDK2. CDK2 jest jak dotąd jedynym znanym partnerem katalitycznym dla cyklin E1 i E2. Stwierdzono również, że jest ona ważnym regulatorem mejozy, który jest innym typem podziału komórki niż mitoza.
Kolejny punkt kontrolny cyklu komórkowego zlokalizowany jest na granicy faz G2 i M. Gdy DNA jest niecałkowicie zreplikowany dochodzi do blokowania przejścia komórki z fazy G2 do M, przez inaktywację kompleksu CDK1-cyklina B. Zahamowanie cyklu komórkowego w fazie G2 zachodzi również w przypadku pęknięcia nici DNA na przykład przy rozdziale DNA do chromatyd siostrzanych, a także w przypadku wadliwej budowy składników wrzeciona podziałowego.
Dodatkowy poziom regulacji cyklu komórkowego, a tym samym bardziej szczegółową kontrolę prawidłowości metabolizmu komórkowego stanowią białka będące inhibitorami kompleksów Cdk-cykliny. Wyróżnia się szereg cząsteczek inhibitorowych, które dzieli się na dwie główne rodziny. Jedna rodzina to białka p21, do której zaliczane są: p21, p27 i p57. Białko p21 wiąże CDK regulujące procesy starzenia komórki, hamuje aktywność kompleksów CDK-cykliny przez inhibicję allosteryczną. Białko p21 może ponadto w podobny sposób blokować również podjednostki polimerazy DNA, a tym samym uniemożliwiać replikację. Białko p27 we współdziałaniu z kompleksami CDK-cykliny pośredniczy w kontaktowym zatrzymaniu procesów wzrostu komórki. Proces ten powoduje wejście komórki do fazy G0.
Białka z innej rodziny, a mianowicie p15 i p16, oddziałują na kinazy CDK4 i CDK6. Białka te są inhibitorami wiązania CDK z cykliną D. Geny kodujące p15 i p16 występują w chromosomie 9p21 człowieka. Region ten często ulega delecji i u człowieka wiąże się z występowaniem czerniaka i niektórych guzów nowotworowych. Korelacja między występowaniem takich guzów, a delecją w geneach białek p15 i p16 sugeruje ich istotne znaczenie regulatorowe.
W komórce poza p53 funkcje regulatorowe pełni również białko Rb. Podstawową funkcją obu białek jest blokowanie białek indukujących procesy cyklu komórkowego. Inaktywacja p53 lub pRb powstała na skutek mutacji w kodujących je genach lub przez przyłączenie białka wirusowego zmieniającego konformację jednego z tych białek paraliżuje ich fizjologiczne funkcje. Mutacje genów kodujących p53 oraz pRb prowadzą do zaniku mechanizmów regulujących proliferację komórki, czego konsekwencją jest proliferacja nieuprawniona, czyli transformacja nowotworowa. Jak już wcześniej wspomniano, białko p53 wiąże się z obszarem regulatorowym genu odpowiedzialnego za syntezę białek inhibitorowych cyklu komórkowego powodując zatrzymanie tego cyklu w fazie G1. Białko pRb reguluje cykl komórkowy przez regulację stężenia wolnych białkowych czynników transkrypcyjnych z rodziny E2F. Miejsca wiążące E2F występują w genach potrzebnych do inicjacji syntezy DNA. Fosforylacja pRb przez kompleks CDK-cyklina inaktywuje pRb umożliwiając uwolnienie E2F i przejście komórki z fazy G1 do fazy S cyklu komórkowego. Niefosforylowane pRb wiążąc E2F uniemożliwia przejście do fazy S. Uważa się, że pRb w tym stanie stanowi formę aktywną tego białka.
Transformacja nowotworowa
Warunkiem prawidłowego rozwoju są pełne prawidłowe cykle komórkowe przebiegające bez zakłóceń. Błędy w kontroli cyklu komórkowego są jedną z najważniejszych przyczyn powstawania nowotworów. Geny, które odpowiadają za syntezę białek odpowiedzialnych za kontrolę cyklu komórkowego określane są terminem protoonkogenów. Mutacje zachodzące w tych genach zmieniają właściwości kodowanych przez nie białek, co jest przyczyną braku całkowitej lub częściowej kontroli przebiegu cyklu komórkowego. Dalszą konsekwencją tych mutacji jest nieuprawniona proliferacja komórki, czyli postępująca przemiana nowotworowa określana również mianem transformacji nowotworowej. Zmutowany protoonkogen staje się wówczas onkogenem. W procesach powstawania nowotworów istotne znaczenie mają błędy w replikacji DNA, zaburzenia funkcjonowania systemów naprawczych DNA oraz brak odpowiedniej kontroli cyklu komórkowego zapewniającej komórce czas niezbędny do naprawy uszkodzonego DNA. Znane dzisiaj onkogeny człowieka to między innymi c-raf, odpowiedzialny za nowotwór płuc i ślinianek przyusznych. Onkogen c-kit jest również odpowiedzialny za nowotwór płuc, a k-ras za raka jelita grubego. Onkogen bcr-abl stwierdzono w przewlekłej białaczce szpikowej. Wykazano, że w ponad 50% nowotworów człowieka stwierdza się mutacje w obrębie genu P53, zlokalizowanego w loci 17p13,1. Najbardziej rozpowszechnione mutacje tego genu dotyczą tranzycji kodonów innych aminokwasów do kodonów argininy. Najczęściej są to tranzycje cytozyny lub guaniny do argininy. Syntetyzowane przez zmutowany gen P53 białko p53 nie jest zdolne do zatrzymania cyklu komórkowego w fazie G1, w wyniku czego uszkodzony DNA ulega dalszej replikacji utrwalając uszkodzenie pierwotne w postaci mutacji przekazywanej komórkom potomnym. Komórki z mutacjami podlegają dalszym podziałom, gromadząc z pokolenia na pokolenie nowe mutacje nie usuwane przez nieczynny system naprawczy. Ze wzrostem nowych mutacji zwiększa się również częstość podziałów, co prowadzi do rearanżacji chromosomowych i kolejnych mutacji. Efektem częstszych podziałów jest selekcja „złośliwych” klonów komórkowych.
Szlaki przekazywania sygnałów
Podstawową funkcją komórek zarówno organizmów jedno jak i wielokomórkowych jest stały kontakt z otoczeniem i reakcja na sygnały, które z niego pochodzą. Sygnał, zwany bodźcem odbierany przez komórkę wywołuje w niej reakcję polegającą na dostosowaniu jej metabolizmu do zmienionych warunków. Struktury uczestniczące w przyjmowaniu oraz identyfikacji bodźców to receptory. Receptor powinien charakteryzować się wysoką selektywnością oraz specyficznością w stosunku do cząsteczki sygnałowej zwanej ligandem. Do najlepiej poznanych egzogennych cząsteczek sygnałowych zalicza się hormony polipeptydowe i sterydowe. Komórki korzystają z różnych dróg przekazywania pobudzeń wzbudzonych przez ligandy do miejsc docelowych. Drogi te określa się mianem szlaków przekazywania sygnałów (ang. signaling pathway). Szlaki zależą od charakteru ligandu i receptorów.
Szlak parakrynowy, polega na przekazywaniu sygnału z jednego typu komórek, które w tkance wydzielają cząstki sygnałowe (np. neuron wydzielający acetylocholinę) do innych komórek. Cząsteczki te aktywują natychmiast sąsiednie komórki (np. komórka z receptorem acetylocholiny generująca sygnał bioelektryczny). W systemie parakrynowym ligand zwykle nie musi być transportowany do układu krążenia, bo działa on lokalnie. Szlaki tego typu występują we wczesnym rozwoju embrionalnym, a później przy gojeniu ran oraz w naprawie uszkodzonych tkanek.
Szlak autokrynowy, jest charakterystyczny dla komórek odpowiadających tylko na wybrane sygnały (np. komórki układu odpornościowego na określony antygen lub pobudzenie określonymi przeciwciałami). W szlaku autokrynowym komórka generuje i równocześnie odpowiada na swój własny sygnał. Polega to na tym, że wytwarza ona cząsteczkę sygnałową i jednocześnie na własnej powierzchni posiada receptor dla ligandu. Pobudzenia autokrynowe często towarzyszą pobudzeniom parakrynowym.
Szlak okołokrynowy (jukstakrynowy) jest związany z adhezją komórek (np. przyleganie płytek krwi). W wyniku adhezji komórki przylegające do siebie przekazują sygnały bezpośrednio (np. agregacja płytek krwi po zranieniu i adhezja neutrofili i monocytów w miejscu infekcji) Szlak okołokrynowy funkcjonalnie „łączy” komórki między sobą oraz z cząsteczkami macierzy zewnątrzkomórkowej.
Szlak endokrynowy polega na przesyłaniu cząsteczki sygnałowej zwanej również hormonem, za pośrednictwem układu krążenia. Z krwią cząsteczka dociera do komórki posiadającej receptor specyficzny dla danego hormonu. Szlak endokrynowy jest najpowszechniejszym sposobem przekazywania sygnałów w organizmie człowieka.
Receptory komórkowe
Receptory komórkowe dzieli się na dwie główne grupy.
Receptory hydrofilowe dzieli się na grupy, zależnie od swoistego receptora z jakim oddziaływają.
a. Receptory połączone z białkami G, gdzie ligand aktywuje podjednostkę swoistego białka G, która modyfikuje aktywność cząsteczek docelowych takich jak cyklaza adenylowa, fosfolipazy, kanały jonowe i fosfodiesterazy.
b. Receptory będące kanałami jonowymi, w których ligand po związaniu się z receptorem, którym jest białko kanału powoduje jego otwarcie umożliwiając przepływ jonów. Przykładem może być receptor czynnika natriuretycznego (ANF), ligand tego receptora po związaniu aktywuje cykliczny guanylan co prowadzi do napływu jonów sodu do komórki i jej depolaryzację.
c. Receptory o właściwościach enzymatycznych; np. receptory z domeną kinaz, w których ligand aktywuje katalityczne właściwości kinazy, co prowadzi do fosforylacji substratów cytoplazmatycznych.
d. Receptory o właściwościach fosfataz, których aktywacja przez specyficzny ligand skutkuje fosforylacją czynników uczestniczących w dalszym przekazywaniu sygnału, lub końcowych receptorów szlaku.
e. Receptory cytokin. Charakteryzują się one małą specjalizacją i reagują na wiele ligandów. Receptory cytokin cechuje znaczne podobieństwo budowy. Zwykle mają identyczne podjednostki przetwarzania sygnałów.
Apoptoza
Apoptoza określa zjawisko programowej śmierci komórki. Składa się z ciągu kaskadowo następujących po sobie przemian, które obejmują kondensację chromatyny, rozpad jądra komórkowego, tworzenie pęcherzykowatych uwypukleń błony komórkowej i fragmentację komórki na drobne ciała apoptotyczne. Śmierć komórki przez apoptozę jest wynikiem sygnałów, zarówno wewnątrz-, jak i zewnątrzkomórkowych.
Uporządkowana eliminacja komórek występująca w rozwoju zarodkowym, w atrofii indukowanej wirusowo, (np. AIDS), w atrofii indukowanej przez cytokiny (np. czynnik martwicy nowotworów TNF) oraz niektórych chorobach neurodegradacyjnych (np. choroba Alzheimera, choroba Huntingtona) również zachodzi przez apoptozę.
Poznano dwa zasadnicze szlaki wzbudzania apoptozy. Szlak receptorowy dotyczy komórek, które posiadają swoiste receptory (tzw. receptory śmierci) dla specyficznych ligandów produkowanych przez inne komórki (najczęściej są to komórki układu odpornościowego. Po pobudzeniu receptora FAS lub TNF, dochodzi w nich do spadku potencjału transbłonowego oraz uwolnienia aktywatorów kaspaz, które są protezami zdolnymi do dalszej autoaktywacji, a także aktywacji innych czynników potrzebnych do przebiegu apoptozy. Drugim szlakiem uruchamiania appoptozy w komórce jest wewnątrzkomórkowy szlak mitochondrialny. Jednym z jego regulatorów jest białko p53. Fosforylacja i acetylacja białka p53 zminiają jego konformacje, co powoduje zminę jego powinowactwo do promotorów genów kodujących białka proapoptotyczne. Jednym z takich czynników jest białko Bax, które otwiera kanały w błonie mitochondrialnej i uwalnia cytochrom c. Cytochrom c wraz z białkiem Apaf-1, ATP i inicjatorem prokaspazą 9 tworzy apoptosom. W apoptosomie prokaspaza 9 ulega autoaktywacji i jako aktywna kaspaza 9 inicjuje aktywację kaspazy 3, która jest wspólnym ogniwem dla szlaku mitochondrialnego i receptorowego. Aktywna kaspaza 3 proteolitycznie niszczy białak stabilizujące błony mitochondrialne białka rodziny bcl-2 i jednocześnie blokuje ich aktywność antyapoptotyczą. Kaspaza 3 degraduje również takie białka jak: polimeraza poli-ADP-rybozy oraz inhibitor dezoksyrybonukleazy zależnej od kaspaz (ICAD). Rozkład tych białek prowadzi do zmian strukturalnych i funkcjonalnych w komórce i w efekcie do jej śmierci.
W inicjacji apoptozy istotną rolę odgrywają jony wapnia. Stwierdzono, że apoptozę poprzedza wzrost stężenia wolnego wapnia we wnętrzu komórki. W przypadkach niższego stężenia wapnia początek apoptozy jest zwykle opóźniony. Jony wapnia aktywują endonukleazy, które rozcinają DNA w jądrze komórkowym. Aktywują one również tkankową transglutaminazę, która powoduje kowalencyjne łączenie białek z błoną komórkową przez tworzenie wiązań izopeptydowych. Przeciwne działanie niż wapń posiadają jony cynku, które blokują aktywność endonukleazy fragmentującej DNA.
Błony komórek apoptotycznych tracą znaczne ilości kwasów sialowych, których podwyższone stężenie jest sygnałem chemotaktycznym dla makrofagów posiadających na powierzchni odpowiednie receptory (między innymi witronektyny). Ich szybki napływ umożliwia sprawne usuwanie na drodze fagocytzy apoptotycznych komórek, które mogłyby stanowić zagrożenie dla komórek sąsiednich.
Apoptoza jest procesem niezwykle istotnym dla organizmu. Pozwala ona w sposób naturalny eliminować komórki zbędne w procesie wzrostu i rozwoju narządów. Jest ona także ważna w sytuacjach, w których w wyniku nieprawidłowości powstałych w czasie cyklu komórkowego nastąpiło uszkodzenie DNA i komórki takie potencjalnie mogą stać się komórkami nowotworowymi. Zjawisko apoptozy jest szczególnie istotne w rozwoju zarodkowym. W rozwijającym się układzie nerwowym występuje nadmiar neuronów, ale przeżywają tylko neurony, które tworzą czynne połączenia synaptyczne. Pozostałe komórki nerwowe są eliminowane właśnie na drodze apoptozy. Apoptoza jest również ważnym procesem w reakcjach obronnych organizmu. Dzięki niej likwidowane są zbędne swoiste limfocyty produkowane w nadmiarze po kontakcie z antygenem.
Nekroza
Nekroza (martwica) jest to śmierć komórek występująca po uszkodzeniu na skutek działania czynników niszczących strukturę tkanek, takich jak niedokrwienie, urazu mechaniczny, promieniowanie, toksyny, wirusy, bakterie, itp. W odróżnieniu od apoptozy, nekroza zwykle obejmuje większość komórek w miejscu uszkodzenia (np. zawał serca). Może jednak podobnie jak apoptoza dotyczyć komórek wybiórczo. Nekroza wywołuje reakcję w sąsiednich, żywych tkankach (stan zapalny) prowadzące do usuwania przez fagocytozę mas martwiczych.
Początkowo martwa komórka nie zmienia się morfologicznie (np. w zawale zjawisko to w znacznym stopniu utrudnia rozpoznawanie wczesnych jego stadiów). Później, komórka powiększa się, obrzmiewają mitochondria i następuje karioliza. Wskutek ustania działania czynności pompy jonowej w komórce gromadzi się woda oraz jony sodu i wapnia. Proces nekrozy kończy się rozpadem komórki.
Stwierdzono, że nekroza, podobnie jak apoptoza może być indukowana przez sygnał śmierci. W apoptozie może nim być ligand cd95 i receptor APO95/fas. W nekrozie ligandem jest zazwyczaj TNF, a receptorem TNF-R1. W nekrozie wiodącą rolę w niszczeniu struktur komórkowych odgrywa polimeraza poli –ADP- rybozy.
Zalecane podręczniki do nauki tego tematu:
1. Podstawy biologii komórki: Wprowadzenie do biologii molekularnej. B. Alberts, Wyd. Naukowe PWN, 1999. Wyd. 1 i wyd. późniejsze.
2. Biochemia, L. Stryer, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2000 i wyd. późniejsze.
1
EveMed19