Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра биологической химии

Реферат

Роль митохондрий в апоптозе

Выполнила студентка 6 курса лечебного факультета 2 группы Цалко Екатерина Сергеевна

Гомель 2016

Содержание

1.	Введение	2
2.	Митохондрия как центральный контрольный пункт апоптоза	3
3.	Морфологические проявления апоптоза	4
4.	Модели протекания апоптоза	4
5.	Пять моделей высвобождения цитохрома С из митохондрии в процессе апоптоза	6
6.	Митохондриальная пора	7
7.	Митохондрии и старение	7
8.	Заключение	9
9.	Список используемого материала	10

Введение

Апоптоз (в переводе с греческого означает «опадание листьев») — форма гибели клеток в многоклеточном организме вследствие реализации программы, приводящей к поэтапному прекращению его жизнедеятельности. Впервые этот термин был введен J.F. Kerr и соавт. (1972) при проведении электронномикроскопических исследований клеток, хотя принципы апоптоза были описаны ранее C. Vogin в 1842 году, а затем анатомом W. Flemming в 1885 году.

При апоптозе в клетке наблюдаются характерные молекулярные проявления, приводящие к цитологическим изменениям, которые характеризуются уменьшением ее размера, сморщиванием цитоплазматической мембраны, переходом фосфатидилсерина из внутреннего монослоя цитоплазматической мембраны в наружный монослой, конденсацией и фрагментацией ядра (кариопикноз и кариорексис), фрагментацией ДНК хромосом. Затем вследствие распада ядра и цитоплазмы формируются апоптические мембраносвязанные тельца с внутриклеточным содержимым, которые в последующем подвергаются фагоцитозу.

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.

На данный момент известно

- нарушение электронного транспорта→оксислительного фосфорилирования →выработка аденозинтрифосфата (АТФ );

- высвобождение  цитохрома С  и др. медиаторов апоптоза;

- нарушение окислительного потенциала и образование

  пероксидов.

Митохондрия как центральный контрольный пункт апоптоза

Центральным пунктом апоптоза является митохондрия. 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. Механизмы, которые приводят к этой проницаемости, ещё не до конца изучены. Выделяясь из митохондрий, цитохром С включается в состав апоптосомы.

Апоптосома – это комплекс, состоящий из белковой молекул третичной структуры. 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. В состав апоптосомы входят Apaf-1 (апоптозный протеазоактивирующий фактор 1), прокаспаза и цитохром С. Этот комплекс, в присутствии АТФ или дАТФ, активирует каспазу 9. Активированная каспаза 9, в свою очередь, активирует другие каспазы, задачей которых является разрушение клетки.

Центральными белками апоптоза, которые сохраняются на протяжении всей эволюции, являются Bcl-2, Apaf-1 и определенного рода каспазы.

Если цитохром С высвобождает каспазы, то Bcl-2, белок, регулирующий программируемую клеточную смерть во многих клеточных системах посредством контроля проницаемости митохондриальной мембраны, можно считать защитным механизмом, предотвращающим выделение цитохрома С, то есть, подавляющим клеточный апоптоз. Поддержка этой идеи была взята от системы внеклеточного апоптоза, изученной на яйцеклетках лягушек рода Xenopus. В таких системах митохондрия должна продуцировать цитохром С, высвобождаемый при активации каспаз. Добавление экзогенного Bcl-2 предотвращает высвобождение цитохрома С и активацию каспаз. Клак и другие ученые также показали, что Bcl-2 может непосредственно взаимодействовать с митохондрией для предотвращения высвобождения цитохрома С.

Важный эксперимент показал, что Bcl-2 может блокировать апоптоз даже в клетках с отсутствующей митохондриальной ДНК (которая тоже контролирует процесс выхода цитохрома С в цитозоль), но после этого клетки не в состоянии осуществлять процесс окислительного фосфорилирования.

Апоптоз может проходить разными путями, даже в том случае, если митохондриальный противоапоптозный белок Bcl-2 отсутствует. Например, AIF (апоптоз инициирующий фактор) может вызывать апоптоз посредством управления проницаемостью мембраны митохондрии; активировать эндонуклеазы, расщепляющие ламину, ДНК и цитоскелет клетки, и всё это независимо от наличия в митохондрии Bcl-2.