img112094

JARED SCHNElOMAN DESIGN

ROBAK

PĘCHERZYKI na powierzchni komórki, widoczne pod skaningowym mikroskopem elektronowym, świadczą, że jest ona w trakcie procesu apoptozy.

PRAWIDŁOWY ROZWÓJ organizmów wielokomórkowych polega na eliminacji określonych komórek w procesie apoptozy. Obleniec Caenorhabditis elegans (u góry), mający około 1 mm długości, podczas dojrzewania formy obojniaczej do formy dorosłej eliminuje dokładnie 131 komórek z początkowych 1090. Podobnie kijanka, przekształcając się ijgdojzzałą żabę, traci komórki tworzące ogon, a zarodek ludzki błonę między palcami.

26 świat Nauki Luty 1997

Chociaż obserwacje przedstawione w pracy z 1972 roku były bardzo wnikliwe, pozostały nie zauważone przez następne dziesięciolecie, aż do czasu, gdy te przewidywania zaczęli potwierdzać inni badacze. Ustalono na przykład, że apoptoza rzeczywiście zachodzi, a jej brak istotnie może prowadzić do powstania nowotworu. Wówczas to zaczęto także wyodrębniać pewne cząsteczki, które biorą udział w przebiegu i regulacji apoptozy.

Obecnie niezliczone rzesze naukowców angażują się w ustalenia, w jaki dokładnie sposób i kiedy komórki zabijają same siebie. Na wiele pytań wciąż nie ma odpowiedzi, choć odkryliśmy pewne podstawowe zasady regulujące ten proces. Większość, jeśli nie wszystkie komórki wytwarzają grupę białek, które mogą służyć jako oręż w procesie samozniszczenia. Dopóki komórka jest pożyteczna dla organizmu, utrzymuje w ryzach swą maszynerię śmierci. Jeśli jednak ulegnie zakażeniu, przekształci się w nowotworową lub w jakikolwiek inny sposób zagrozi zdrowiu całego organizmu, wówczas śmiertelny oręż w postaci wspomnianej wyżej grupy białek zostanie podniesiony.

Apoptoza może być wywołana w różny sposób, w tym również poprzez pozbawienie komórki sygnałów chemicznych (znanych jako czynniki wzrostu i czynniki przeżycia), dzięki którym komórki zapewniają się wzajemnie o swojej niezbędności. Program śmierci może także być uruchomiony wówczas, kiedy przeważają sygnały podważające zasadność istnienia komórki, docierające do niej z zewnątrz lub z jej wnętrza. Samozagłada może być też skutkiem otrzymania przez komórkę sprzecznych wskazówek dotyczących podziału.

Niektórym rodzajom komórek śmierć jest przeznaczona; keratynocyty, które

migrują w kierunku powierzchni skóry, umierają w ciągu 21 dni od rozpoczęcia „podróży". Jednak te same keratynocyty oraz inne komórki, których przeznaczeniem jest trwać przez całe życie organizmu (np. neurony czy komórki mięśni szkieletowych), mogą być nakłonione do przedwczesnej śmierci, jeśli staną się problemem dla organizmu. Na przykład oparzenia słoneczne prowadzą do apoptozy keratynocytów tkwiących jeszcze w dosyć głębokich warstwach skóry.

We wszystkich znanych typach komórek i we wszystkich poznanych dotąd organizmach wielokomórkowych broń samobójcza to różne rodzaje enzymów tnących białka zwanych proteaza-mi typu ICE. Ich nazwa pochodzi od pierwszej odkrytej w tej grupie prote-azy przekształcającej interleukinę 1 (in-terleukin-1 converting enzyme - ICE), do której są zbliżone budową. Proteazy

CZŁOWIEK

typu ICE, które niszczą komór1 na sobie wyobrazić jako zbiói noży. W warunkach normalny, umieszczone w osłonach. Kio I enzymy zostaną zaktywow.i. ostrza obnażone i przygoto. użycia), tną różne białka w spt • wadzący do zniszczenia konió które nacięcia uszkadzają istoli turalne jej składniki. Inne pi bezpośrednio lub pośrednio do cji materiału genetycznego, in • wiając komórce dalszą egzysi.

Pomimo że wszystkie komo. podobną maszynerię śmierci, miają ją jednak tylko po otrzym.. cyficznych dla siebie sygnałów i szybkość, z jaką program elinm uruchamiany, zależy także od ¹ mórki i stopnia jej rozwoju. Pou na komórka może być wrażlin . ka różnych czynników wyzwał Obecne badania apoptozy kun. się głównie na wyszczególnień go zakresu induktorów i ustal prowadzą one do aktywacji ni*, proteaz typu ICE. Naukowi \ już, że instrukcje dostarczane , duktory docierają do proteaz cą serii pośredników i że i ••' czynniki wyzwalające mogą | >i > się różnymi pośrednikami. W i., nak część łańcucha interakcji I sygnalizacyjnej wymaga pełni, rakterystyki. Szczególnie triuIi blemem dla naukowców jesi nie cząsteczek, które be/p-aktywują proteazy.

Nadmiar induktorów

Przeglądu obecnego stanu w . temat apoptozy najlepiej doi-. ■ dząc drogi, którymi komórki /\ focytami T są nakłaniane do |h m samobójstwa w różnych skuli.■.! cyklu życiowego.

Limfocyty T odgrywają /.. rolę w odpowiedzi układu • ściowego na inwazję wirusów mikroorganizmów. Powstają . .. kursorów w szpiku kostnem rzałe komórki wędrują do gra-.i. różnicują się w tzw. tymocch powierzchni zaczynają się po|.listeczki receptorowe, które , umożliwią dojrzałym limlocs i. ■ krycie infekcji. Komórki T, .ilu teczne, muszą mieć zdolnośi . I. czenia się swoimi recept..t antygenów drobnoustrojów < ie białkowych sygnalizującęi I. . • intruza). Jednocześnie powi... „ślepe" na substancje wypi>»l>. ne przez własny organizm. i reaktywne limfocyty T mm-.l.'

• 11 \ . 4.

i* iIh4 ii**

.... .U

• | ¹ 1.4

t

!•

• ]

.Mi U*

• in |*>

■    i"

■    u

■    .-u

I.II...U*

: ... M*

■    i'' <

■    p*t<H*s|

I n.

)■ lilfc .. .i >4

. /

| •

.. i.**.

>

•.. »a J

i •• I    ,3

'    «l

• flM

i«*e. i

■••■Hi;

;

.

• *#^:

■

>•»*' ^:j -■>»• i ..*j j

. ,    j

■•■M i .    l