Apoptosis. • Termino acuñado por Kerr, 1972.

• Describe un tipo de muerte celular fisiológica, altamente regulada y conservada.

• Serie de sucesos morfológicos y bioquímicos.

• Desintegración de la célula y posterior fagocitosis.

Eventos morfológicos.

Secuencia de cambios morfológicos que se observan en las células que mueren por apoptosis.

Apoptosis ≠ Necrosis.

Secuencia de cambios morfológicos correspondiente al proceso de necrosis comparado con los cambios que tienen lugar durante la

apoptosis.

Apoptosis ≠ Necrosis.Apoptosis: Necrosis:

• Proceso regulado. • Pérdida de homeostasis.

• Clivaje del ADN al azar.

• Dependiente de energía. • Independiente de energía.

• Fragmentación de ADN.

• Liberación de Factores desde la mitocondria.

• Grupos celulares

• Con Inflamación.

• Células individuales.

• Sin Inflamación

Fragmentación Nuclear.

• Sello de la muerte celular programada.

• Mediada por CAD (DNAsa Activada por Caspasa).

• Regulada por ICAD (Inhibidora de CAD).

Fragmentación Nuclear.

Ilustración de la bioquímica de la fragmentación del ADN y formación de la escalera de ADN en gel.

Caspasas.

• Cisteine Aspartil- Specific Proteases (Caspases).

• Proteasas con sitio activo que cliva sustratos luego de los residuos de ácido aspártico.

• Son las ejecutoras centrales de las vías apoptóticas.

Resultado de la actividad de las caspasas.

El clivaje catalítico lleva a varios resultados:

• El resultado mas probable es la pérdida de función (a y b).

• La proteólisis puede resultar en una ganancia de actividad (c y d).

Mecanismos de activación de las caspasas.

• Clivaje catalítico por una caspasa “upstream” o activadora (a).

• Modelo de proximidad inducida (b).

• Formación de holoenzimas (c).

Familia de proteínas Bcl-2 y Mitocondria.

• Existen miembros pro y anti apoptóticos.

• Muchos genes que codifican:

– Pro apoptóticas: [Bax, Bak, Bok (Mtd), Bad, Bid, Bim, Bik, Hrk, Bcl-XS, APR (Noxa), p193, Bcl-G, Nip3 y Nix (BNIP)].

– Anti apoptóticas: [Bcl-2, Bcl-XL , Mcl-1, Bfl-1 (A1), Bcl-w, y Boo (Diva)].

• La interacción de todas estas proteínas, sumadas a una gran cantidad de intermediarios, conforman una compleja red que gobierna la apoptosis.

Resumen de las interacciones y vías involucradas en el proceso apoptótico.

Mitocondria y liberación de citocromo c y otras proteínas.

• En Mitocondria hay abundante actividad de Flia Bcl-2.

• Se liberan Citocromo c.

• Otros factores como:

– AIFs (Factores Inductores de Apoptosis).

– Smac/ Diablo (inhiben a las AIPs).

• Algunas caspasas.

Liberación de factores desde la mitocondria.

• Se postularon 3 modelos:

– Los miembros de Bcl-2 forman canales que facilitan el transporte de proteínas.

– Miembros de Bcl-2 interactúan con otras prot. para formar canales (VDAC, voltage depending ion channel).

– Los miembros de Bcl-2 inducen rupturas en la membrana externa de la mitocondria.

PTPs (Permeability Transition Pore)

• Esta compuesto por: Creatin- quinasa (CK), VDAC, un traslocador del nucleótido adenina (ANT), el receptor de benzodiazepina (PBR) y ciclofilina (CycD).

• Su apertura resulta en una despolarización mitocondrial, desacoplamiento de la fosforilación oxidativa e hinchamiento de la mitocondria.

Resumen de las interacciones y vías involucradas en el proceso apoptótico.

Desarrollo y apoptosis.

• Durante el desarrollo se forman células en exceso que luego son removidas por apoptosis.

• Mecanismo selectivo y preciso, según el contexto del programa de desarrollo.

• Mecanismo altamente regulado y con bases genéticas, conservado en los metazoos.

• Actúa eliminando errores estocásticos que se dan durante el desarrollo.

Apoptosis en Caenorhabditis elegans.

• Durante su ontogenia 131 de sus 1090 células somáticas mueren por apoptosis quedando un adulto de 959.

• Genes específicos para su regulación, ejecución y resolución: egl-1, ced-3, ced-4, ced-9.

Apoptosis en Drosophila melanogaster.

• Es mas compleja que la de C. elegans.

• Esta representada por: reaper (RPR), GRIM y HID (head involution defective)

• Esta regulado por Ras/ Rat/ MAPK.

• Estos componentes interactúan con los de mamíferos.

Apoptosis en vertebrados.

• En Drosophila y C. elegans el desarrollo esta restringido.

• En vertebrados la morfogénesis, remodelación y regeneración se mantienen durante la vida por lo que la apoptosis juega un rol fundamental durante el desarrollo y la vida adulta.

La maquinaria apoptótica en vertebrados es substancialmente homóloga a la de invertebrados aunque mucho mas compleja: Caspasas, Bcl-2, AIPs, vías de señalización de supervivencia y muerte, etc.

MÉTODOS DE DETECCIÓN

DNA LADER

TUNEL CL L.MAXIMUS