Kaspazy – Enzymy Apoptozy
Kaspazy, czyli cysteinowe proteazy asparaginowe, to kluczowe enzymy odpowiedzialne za proces apoptozy, czyli programowanej śmierci komórkowej. Po aktywacji przez sygnały apoptozy, kaspazy degradują białka komórkowe, co prowadzi do zniszczenia komórki.
Funkcje Kaspaz
Kaspazy odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu układu odpornościowego oraz w procesie apoptozy. Ich aktywność prowadzi do:
- Degradacji materiału genetycznego,
- Zmiany kształtu komórki,
- Podziału komórki na pęcherzyki apoptotyczne,
- Fagocytozy pęcherzyków przez inne komórki, takie jak neutrofile i monocyty.
Pęcherzyki apoptotyczne zawierają funkcjonalne organella, co sprawia, że apoptoza nie wywołuje reakcji zapalnej, w przeciwieństwie do nekrozy.
Mechanizm Aktywacji Kaspaz
Aktywacja kaspaz może rozpocząć się w dwóch miejscach: na błonie komórkowej (np. przez aktywację białka Fas) lub w pobliżu mitochondriów. W przypadku uszkodzeń wewnętrznych, białko Bcl-2 odłącza się od Apaf-1, co pozwala cytochromowi c na wydostanie się do cytoplazmy i połączenie z Apaf-1 oraz prokaspazą 9. Powstaje kompleks zwany apoptosomem, który aktywuje kaspazę 9.
Proces Apoptozy
W obrębie apoptosomu zachodzi autokatalityczna aktywacja kaspazy 9, co prowadzi do:
- Agregacji cytozolu,
- Degradacji białek strukturalnych,
- Degradacji DNA.
Końcowym etapem jest fagocytoza, w której zniszczone komórki są usuwane przez inne komórki.
Kaspaza 12 i Jej Rola
Nowe badania sugerują, że kaspazy mogą również znajdować się w siateczce śródplazmatycznej. Uszkodzenie tej struktury prowadzi do aktywacji kaspazy 12, która również inicjuje apoptozę. W przypadku aktywacji kaspaz przy mitochondrium lub błonie komórkowej, kaspaza 12 nie jest uruchamiana.
Interakcje Kaspaz w Komórkach
- Kaspaza 9 jest aktywowana przez granulizynę, co prowadzi do apoptozy.
- Kaspaza 8 w zmutowanej formie pełni rolę antygenu nowotworowego.
Kaspazy są więc kluczowymi elementami regulującymi zarówno proces apoptozy, jak i funkcje układu odpornościowego, mając istotne znaczenie w biologii komórkowej.
