apoptoza028

apoptozy — białko Bcl-2 [98, 293, 294, 307J. Największą homologię z produktem ekspresji genu ced-3 u człowieka wykazują kaspaza-3 i -7 [69]. Aktywacja kaspaz wykonawczych przez kaspazy inicjujące czy inne białka (GrB) stanowi etap. „punkt”, od którego nie ma odwrotu w apoptozie (ang. point of no return) i podlega precyzyjnej regulacji przez białka rodziny Bcl-2 oraz 1AP (por. podrozdz. 23.6) [ 197]. Czas ich aktywacji wynosi od kilku minut do kilku godzin i zależy od typu oraz stanu funkcjonalnego komórek. Zaktywowane kaspazy wykonawcze (np. kaspaza-3) bezpośrednio albo w kaskadzie kaspaz dokonują proteolizy wielu białek krytycznych dla życia komórek, wśród których znajdują się m.in. białka cyto-szkieletu, otoczki jądrowej, białka odpowiedzialne za organizację przestrzenną DNA oraz za jego naprawę, enzymy zaangażowane w relaksację heliksu DNA oraz rozdziału chromosomów podczas mitozy (por. tab. 23.2; rys. 23.9). Podczas fazy wykonawczej komórek F9EC, u których apoptozę indukowano kwasem retinowym, dochodzi do wybiórczego gromadzenia się włókien aktyny F w ich części centralnej, zaś aktyny G obwodowo, w miejscu formowania uwypukleń błony komórkowej [8]. Takie rozmieszczenie cząsteczek aktyny wiąże się z przeorganizowaniem sieci aktynowej i wydaje się niezbędne do tworzenia ciałek apoptotycznych w analizowanych komórkach. W tym samym czasie dochodzi do zaburzeń w mikro-tubulach i ich rozbicia. Obserwowanym zmianom morfologicznym towarzyszy pro-teoliza aktyny o m.cz. 42 000 do produktów o m.cz. 30 000, 28 000 i 14 000. Pojawienie się ciałek apoptotycznych było związane z rozszczepieniem części cząsteczek tubuliny a (m.cz. 54 000-55 000) do fragmentów o m.cz. 50 700, 35 000 i 34 200, zaś tubuliny p — do polipep-tydów o m.cz. 47 500, 44 600 i 35 000 [8]. Na obecnym etapie badań sugeruje się, że utrzymywanie integralności części filamen-tów aktynowych i mikrotubul, a także ich częściowa, wybiórcza proteoliza przygotowuje komórki apoptotyczne do ich ostatecznego niszczenia.

Wśród kaspaz wykonawczych kaspaza-3 dokonuje aktywacji i rozszczepienia czynnika DFF [151-153]. Czynne kaspazy wykonawcze aktywują różne enzymy modyfikujące białka i DNA [109, 200, 232]. a także białko Acinus (ang. apoptosis chromatin condensation inducer in the nucleus), którego funkcja związana jest z indukcją kondensacji chromatyny [209]. W fazie wykonawczej dochodzi do otwarcia megakanałów mitochondrialnych, obniżenia potencjału błonowego mitochon-driów oraz zakłócenia homeostazy jonów' Ca²⁺ [27, 46, 143, 296, 297]. Uw'aża się, że dochodzi do fragmcntacji mitochon-drialnego DNA. która zwykle poprzedza fragmentację DNA jądrowego. Zaburzenie wartości potencjału błonowego mitochon-driów doprowadza do uwolnienia z ich przestrzeni międzybłonowej białek pro-apoptotycznych. w tym cytochromu c, białek AIF i Smac/DIABLO [46, 51, 195, 256], a także kaspaz (por. 23.3.1). Proapo-ptotyczne białko AIF (m.cz. 57 000) wykazuje znaczną homologię do oksydore-duktaz kręgowców i bezkręgowców. Obecnie wiadomo, że po uwolnieniu AIF z mi-tochondriów do cytoplazmy ulega ono translokacji do jąder komórek apoptotycznych, gdzie staje się sygnałem do uruchomienia (bez udziału kaspaz) kondesacji chromatyny i fragmentacji DNA na odcinki o długości około 50 000 pz [245]. Mechanizm stymulacji kondensacji chromatyny z udziałem AIF jest wciąż nic wyjaśniony.

Na tym etapie apoptozy należy podkreślić rolę m.in. białek rodziny Bcl-2 szerzej przedstawioną w podrozdz. 23.6.1, których aktywność warunkuje przepuszczalność błon mitochondrialnych, wypływ czynników proapoptotycznych oraz aktywuje bądź hamuje aktywność kaspaz [1, 86]. Białka tej rodziny, głównie inhibitory