Apoptosis Flashcards
Todas las células epiteliales del organismo son renovadas cada
23 días
- Existen diversas formas de muerte celular regulada
regulada (apoptosis, autofagia, oncosis, kariptosis, piroptosis, necroptosis, etc), las que presentan características morfológicas y bioquímicas diferentes
el tipo de muerte celular depende de
la naturaleza del estímulo que la induce
Hay distintos tipos de muertes que se regulan y tienen características morfológicas y fisiológicas distintas
y depende del estímulo que genere la muerte es el tipo de muerte que va a haber
La muerte célula regulada es regulada por
genes, proteínas, etc. la muerte regulada ocurre de forma regular en el espacio y tiempo
Por lo que la muerte celular programada es la muerte regulada en
el espacio y tiempo determinado
Es distinto a la muerte celular pptal, ya que por ejemplo, un accidente (célula infectada con virus), la célula comienza a expresar receptores de muerte
los cuales son reconocidos por los linfocitos T que inducen la muerte de esa célula. Esto corresponde a una muerte regulada, pero no programada
La necrosis es una muerte celular accidental
hay una pérdida de la integridad de la membrana plasmática, por lo que se pierde todo el contenido celular que puede alterar a células vecinas, lo cual genera un estado inflamatorio
La apoptosis no produce alteración del entorno
ya que va muriendo de manera selectiva y regulada, y nunca hay pérdida de integridad de la membrana
la necrosis ocurre por
- Proceso patológico
- Aumento en el volumen celular
- Ruptura de la membrana plasmática y organelos que son liberados al espacio extracelular, lo cual genera una respuesta inflamatoria
la apoptosis es un proceso dependiente de ATP
Se debe mantener la bomba sodio-potasio, por lo que la célula mantiene relativamente su conformación, e incluso reduce su volumen celular
Característica de células apoptóticas
- Condensación de la cromatina
- Disminución del volumen celular
- Preservación de la membrana plasmática
- Fragmentación del núcleo
- Formación de cuerpos apoptóticos
- Fagocitosis de cuerpos apoptóticos
La apoptosis puede ser inducida por estímulos fisiológicos
- Durante la embriogénesis
- Control de vida media de las células
- Renovación celular
mecanismo patológico de la apoptosis
- Eliminación de células afectadas con virus o bacterias
- Eliminación de células neoplásicas
- En respuesta a radiación y agentes químicos
En la célula necrótica hay degradación del
DNA
Las células en proliferación se encuentran en la región basal de
los epitelios
Si se utilizan técnicas para detectar células apoptóticas en criptas del intestino, se observa que la parte superior de las células intestinales se encuentra
muerte por apoptosis
La expansión clonal de linfocitos se da cuando se asocian a un
antígeno
Luego de todos los efectos generados por la expansión clonal, las células comenzarán a morir cuando comience a parar la enfermedad, y estas mueren por
apoptosis, dejando solo células con memoria
En una infección viral es común que los linfocitos proliferen de una manera elevada, pero posteriormente
los linfocitos mueren y se regresan a los valores normales
En el desarrollo del sistema nervioso debe haber una serie de células que mueren para generar la correcta sinapsis. Hay muchas neuronas que generan redes, y que necesitan
morir para que esas redes se generen de forma correcta
Una célula que está siendo afectada por un virus expondrá un
receptor de muerte
En la superficie de los linfocitos T hay un ligando de muerte asociado a la superficie del linfocito T
por lo que el linfocito T asocia su ligando al receptor de muerte celular
El cáncer se puede producir porque las células
proliferan mucho o mueren poco
Todos los linfocitos que son autoreactivos, es decir, que reconocen nuestras propias proteínas deben morir para que no nos ataquemos a nosotros mismos. Cuando esto se desregula
se generan enfermedades autoinmunes
Los linfocitos T reconocen autoantígenos, los cuales al reconocerlos son
eliminados y mueren por apoptosis
Lo mismo ocurre con los linfocitos B a nivel de la médula ósea. Los linfocitos B que reconocen autoantígenos tienen 2 opciones
cambian de receptor, o mueren
Si hay un problema en la muerte de estos linfocitos que autoreconocen proteínas propias, vamos a tener enfermedades del tipo
autoinmune
Independientemente del estímulo apoptótico, se activarán proteínas
caspasas
La vía intrínseca son los problemas internos de la célula que derivan a problemas en
la mitocondria
Se activan caspasas efectoras, como
las caspasa 3 y 7
Las caspasas son las que
desarman la célula
Las caspasas tienen una única función, que es cortar
por lo que son proteasas, y cortan luego de un residuo de ácido Arg en las proteínas que sean blanco de las caspasas
En su sitio activo, la caspasa presenta una
Cys
En su secuencia aminoacídica, las caspasas también cuentan con ácido Asp
Las caspasas cuando se sintetizan en el ribosoma, no la sintetiza como caspasa, sino que la sintetizan como
procaspasa, que es una proenxima sin actividad
La procaspasa tiene un dominio
largo y uno corto
Entre el prodominio, y el dominio largo y dominio corto se encuentran los residuos de
Asp
Se necesita el cribaje o corte del Asp, y se necesitan 2 procaspasas para generar una procaspasa activa, ya que es una enzima trimérica (forma tetramérica), precisa de 2 subunidades pequeñas y 2 subunidades largas, por lo tanto
2 procaspasas van a generar una procaspasa activa, y se activará por corte proteolítico en los residuos de Asp
Una caspasa que se activa es capaz de cortar a varias procaspasas, y de esta forma
se amplifica la señal
La membrana necesita mantener la simetría, lo cual depende de la función de
enzimas
La flipasa incorpora al fosfolípido a la cara interna de la célula, como, por ejemplo
la fosfatilserina
La escramblasa desordena los fosfolípidos, por lo que, si se activa
comenzará a desordenar toda la membrana y se eliminará la simetría de membrana, por lo que la escramblasa en la membrana de una célula viva se mantiene inactiva
En una célula apoptótica, la caspasa 3 corta la flipasa y por lo tanto
la flipasa ya no podrá ingresar la fosfatilserina
La caspasa corta la escramblasa, y esta se activa. Lo que sucede es que la fosfatilserina
se expone al lado extracelular, por lo que se elimina la simetría de membrana
Fosfatilserina expuesta hacia el extracelular es señal de
“eat me”
Los fagocitos reconocen la exposición de fosfatilserina y
fagocitan a la célula
Se forman protrusiones de la membrana plasmática y se generan
cuerpos apotóticos
Las caspasas efectoras cortan a una quinasa que es ROCK1, y al cortar la quinasa, esta se activa. Cuando ROCK1 se activa
comienza a fosforilar la cabeza de la miosina, y la miosina ahora se puede asociar a la actina. Lo cual genera cambios en el citoesqueleto
Se condensa la cromatina, y luego se genera una fragmentación internucleosomal del DNA, y esa fragmentación la genera una
DNasa
Hay una DNasa que se conoce como CAD, la cual es una
DNA activada por capas
Se observa un ribosoma libre en el cual se está sintetizando una proteína, y al momento de estar sintetizándose, hay otra proteína que se denomina
inhibidor de CAD (iCAD)
El inhibidor de CAD mantiene inactiva a la DNasa que se denomina
CAD
Las caspasas efectoras son capaces de ingresar al núcleo y cortar a la proteína iCAD, por lo tanto, se libera CAD, y de esta forma comienza a funcionar como DNasa, y comienza a cortar internucleosomalmente el DNA
entre nucleosomas, por lo que veremos una fragmentación internucleosomal
La vía intrínseca de apoptosis también se le conoce como
vía mitocondrial, en la cual participan proteínas de la familia BCL-2
Esta vía, que es la vía mitocondrial se relaciona con la permeabilización de la membrana mitocondrial externa, es decir
que se generen poros en la membrana mitocondrial externa, lo cual genera que se libere citocromo C al citosol
La vía extrínseca funciona con receptores de muerte que se asocian a
ligando de muerte
Cuando el receptor se asocia al ligando, se trimeriza y empieza a acoplar una serie de proteínas adaptadoras
ya que cambia de forma y se asocian proteínas adaptadoras
Estas proteínas adaptadoras también comenzarán a implementar a una seria de dímeros de la
procaspasa 8
La procaspasa 8 se comienza a
dimerizar
Las procaspasas 8 se denominan procaspasas iniciadoras, entonces, un complejo del receptor trimerizado intracelularmente, las proteínas adaptadoras incorporan a dímeros de procaspasa 8 que se activan al dimerizarse, y la caspasa 8 activa tiene actividad proteasa, y proteoliza a procaspasa 3, es decir
procaspasas efectoras, generando así caspasa 3 activa (se corta después del Asp), y la caspasa 3 activa va a desarmar a la célula alterando la flipasa, escramblasa, etc.
El receptor más estudiado es
Fas (CD95) y su ligando corresponde a FasL
- Los estímulos que inician la vía intrínseca son principalmente intracelulares
como daño al DNA, estrés de retículo, carencia de factores tróficos, estrés oxidativo, etc
- Requiere permeabilización de la membrana mitocondrial externa y la liberación de proteínas mitocondriales, principalmente liberación de citocromo C
la permeabilización de la membrana mitocondrial externa se regula por las acciones opuestas de los miembros de la familia Bcl-2
Hay proteínas que son proapoptóticas y otras que son
antiapoptóticas
- Regulación de la liberación de citocromo C mediante la alteración de
la permebailidad de la membrana mitocondrial externa
Las proteínas presentan dominios con homología BH
son dominios especiales que se encuentran en estas proteínas
La formación de este poro llevará a la activación de
la apoptosis de forma irreversible
Si se libera citocromo C, se asocia con una proteína que se conoce como Apaf-1, la cual se asocia con ATP generan la formación de un heptámero, y este heptámero es capaz de asociarse a proteínas que se conocen como
procaspasa 9, y estas se activan al igual que la procaspasa 8, ya que se acercan y se activan
Cuando se acercan y se activan se forma el apoptosoma, el cual es un complejo de proteína formado por
caspasa 9, apaf-1 + ATP y citocromo C
La caspasa 9 tiene el mismo efecto sobre
la procaspasa 3, que la vuelve a su forma activa, y esta desarma la célula
Cuando la citocromo C se une con Apaf-1, cambia de forma, y Apaf-1 con citocromo C es capaz de oligomerizar para formar una estructura heptamérica
que está conformada por 7 Apaf-1 asociados a citocromo C
Para que se forme oligómero, también es necesaria la participación de
ATP
Se formó el heptámero, el cual es capaz de reclutar a varias
procaspasas 9, un total de 7
Las procaspasas 9 cuando se acercan, dimerizándose y activándose, por lo tanto, el apoptosoma que tiene caspasa 9 es capaz de
cortar procaspasas 3, que son las caspasas efectoras que desarman a la célula
En la vía intrínseca, si se libera citocromo C, se va a formar el oligómero, se activa la procaspasa 9, se forma el apoptosoma, y se comienza a cortar a
la procaspasa 3 después de su Asp para formar la caspasa 3 activa
en las cercanías de la membrana mitocondrial, BAX debería estar generando constantemente poros apoptóticos, pero esto no ocurre, ya que existen las proteínas
antiapoptóticas BCL-2
la proteína antiapoptótica se asocia a
BAX y BAK e impiden que forme el oligómero, por lo que no se forma el poro, y no se libera citocromo C
Finalmente, la apoptosis es activada por proteínas proapoptóticas y se llaman
BH3 only, los cuales solo tienen un dominio BH3
las proteínas BH3 only pueden tener 2 actividades
una es sensibilizar, es decir, inhiben a las antiapoptóticas, y la otra es activar, es decir, inducir a BAX y BAK para que generen poro
BH3 hacen 2 cosas,
inhiben a las atiapoptóticas y activan a BAX y BAK para inducir la formación la apoptosis
Frente a un estrés celular, donde hay un DNA con expresión X, se comienza a expresar más cantidad de proteínas BH3 only, que son capaces de inhibir a las antiapoptóticas e inducir a
BAX y BAK a que formen el complejo de poro
Las BH3 only inhiben
antiapoptóticas e inducir a las proapoptóticas
cuando hay un daño en el DNA, una quinasa fosforila a factores de transcripción específicos denominado p53
cuando p53 se fosforila, cambia de forma
Como factor de transcripción específico, reconoce secuencias de enhancer de distintos genes, y si en esta caso hay daño en el DNA se activa la expresión de la proteína p21, se traduce la proteína p21, la cual frena a la ciclasa
CDK4/6 asociada a la ciclina D, y de esta forma se frena el ciclo proliferativo
Si luego de parar el ciclo, el daño es muy extremo y no puede ser reparado, entonces la misma p53 posteriormente es capaz de unirse a secuencias enhancer de genes como NOXA, por lo tanto
lo que hace p53 es inducir a que se expresen proteínas de BH3 only para que inhiban a la fuente apoptótica e induzcan a las proapoptóticas
se activan una serie de receptores que se encuentran en el RER, y estos receptores activan factores de transcripción para la síntesis de proteínas BH3 only, incluso, estos mismos factores de transcripción se unen a secuencias silenciadoras de proteínas proapoptóticas, es decir,
inhiben que se formen más proteínas antiapoptóticas
el factor de transcripción CHOP se une a
enchancer para proteína Birn
Cuando se inhiben las proteínas antiapoptóticas son
BH3 only sensibilizador
BH3 only activadoras son proteínas que se unen a BAX o BAK e inducen la formación de
un oligómero, y por lo tanto, un poro en la mitocondria
Integración de la vía extrínseca de la apoptosis con la vía intrínseca (la vía intrínseca no puede activar a la vía extrínseca, porque la vía extrínseca es por receptores
, por lo que la vía intrínseca no es capaz de generar un ligando)
Si se activa la vía extrínseca, el receptor se trimeriza, se asocian las proteínas adaptadoras, se asocian las procaspasas, se dimerizan las procaspasas, se activa la procaspasa 8, y esta procaspasa rompe a la
procaspasa 3, la procaspasa 3 se activa y se desencadena la apoptosis
La caspasa 8 corta a una proteína BID
que es una proteína BH3 only, y la activa
Cuando la activa pasa a llamarse tBID, la cual funciona como
sensibilizador (acción dual) y como un activador
BH3 only actúa como un sensibilizador, es decir
impide que la proteína antiapoptótica se una a BAX, por lo que BCLx no podrá impedir que BAX genere una oligomerización
tBID es capaz de unirse a BAX, e induce a que
BAX genere un poro, y por ende, es un activador
tBID une la
vía extrínseca con la intrínseca
