Programozott sejthalál

A programozott sejthalál (angolul: PCD, programmed cell death) a többsejtű élőlények egyedfejlődése során fölöslegessé vált sejtek genetikailag meghatározott pusztulása. Teljes vagy részleges elmaradása akár az élettel összeegyeztethetetlen súlyosságú fejlődési rendellenességeket is okozhat.

A sejthalál főbb fajtái:

  • Nem programozott sejthalál:
    • károsító tényezők hatására jön létre, nincs genetikailag programozott fejlődéstani jelentősége
    • általában egy sejtcsoportot érint
    • membránok károsodnak, a sejt megduzzad és felszakad
    • genny keletkezik
  • Programozott sejthalál:
    • Apoptózis:
      • genetikailag meghatározott módon
      • egy sejtet érint
      • sejt zsugorodik, DNS és a maganyag lebomlik, a sejtalkotók és a citoplazma feldarabolódik (apoptótikus test), a membrán ép marad
      • szervek formálása, lebontott sejtek anyagait újra felhasználja a szervezet, az elhalt sejtek is ellátnak egyes feladatokat (pl elszarusodó laphám)

Típusai

Sejtpusztulás a szervezet védekező mechanizmusai során

A programozott sejthalál (PCD, programmed cell death) a többsejtű élőlényekben lévő fölöslegessé vált sejt „öngyilkossága”.

A szervezeten belül vannak olyan sejtek, amelyeknek az a feladata, hogy elpusztítsák a külső fertőzés – vírus, baktérium stb. – által megtámadott, vagy az elöregedő sejteket. Ezeket a sejteket "natural killer" ("természetes gyilkos"), rövidítve NK sejteknek hívjuk. Ezek minden egyes sejttől megkérdezik a jelszót, a személyi számot, ami egy a sejt felszínén megjelenő és mindig újratermelődő fehérje, mely csak arra az egyetlen emberre, élőlényre jellemző és senki másra. Ha ez eleve hiányzik, vagy a sejt már képtelen újratermelni, akkor ezt a sejtet elpusztítják. Ha a szervezetbe idegen sejtek, például baktériumok jutnak, akkor amennyiben a szervezet tudja, mivel a korábbi fertőzés során már "megtanulta", a védekezés módját, a betolakodót gyorsan felismeri és elpusztítja. Így működik az immunrendszer, ami életünk minden percében megvéd minket a környezetünkben jelen levő fertőző baktériumokkal, vírusokkal szemben. Naponta sok millió sejt pusztul el bennünk azért, mert belsejébe vírus jutott. Ezek a sejtek egy genetikailag kódolt mechanizmus segítségével képesek elpusztítani saját magukat, ún. „öngyilkosságot” követnek el.

  • Autofágia, vagy citoplazmikus sejthalál

Ha a pusztulásra ítélt sejteket valami oknál fogva – akár túlságosan nagy számuk miatt, akár a takarításra képes sejtek (természetes gyilkos sejtek) csökkent vagy hiányos működése miatt – a szervezet nem tudja teljes mértékben, például phagocytosis segítségével, eltakarítani, akkor ezek a sejtek szétesnek és gyulladás keletkezik.

A programozott sejthalál kutatása kiemelt területe a biológiának, amit az is jelez, hogy a 2002-es orvosi Nobel-díjat fonálférgek programozott sejthalálának vizsgálatáért kapta Sydney Brenner és kutatócsoportja.

Apoptózisnak (aktív sejtelhalásnak) (görögül: απόπτωσις: apo –tól, -től, ptosis – esés; "hulló levelek") a biológia területén a programozott sejthalál egyik változatát nevezzük.[2][3][4][5][6] Az apoptózis normális fiziológiás válaszreakció specifikus „öngyilkos” szignálokra vagy a „túlélő” szignálok hiányára. Nélküle nem működne az egyedfejlődés mechanizmusa.

Kutatása

Egy egér májsejtjének apoptózisa. Az elhaló sejt nyíllal jelölve

Az elmúlt évtizedek fontos kutatási területévé vált a programozott sejthalál – és főleg ennek egyik formája, az apoptózis – mechanizmusának tanulmányozása.[7] A programozott sejthalál fontos szerepet játszik a soksejtű élőlények egyedfejlődésében (ontogenezis)[8] és az immunrendszer[9] működésében. A fiziológiás sejtelhalás nagy része apoptózissal zajlik, de az aktív sejthalálnak, illetve ennek zavarainak a patológiás folyamatok[10] lefolyásában is jelentős szerepe van, például neurodegeneratív kórképek, autoimmun[9] betegségek, AIDS, daganatos megbetegedések esetében.

A folyamat első definíciója és az apoptózis elnevezés két patológus, Kerr és Wyllie[11] nevéhez fűződik, akik in vivo megfigyelték, hogy az elhalt sejtek jellegzetes és egységes morfológiát mutatnak. A természetes sejthalál eme folyamatát egy görög hasonlattal jellemezték, mint "ahogyan a levelek hullanak le a fáról". Ezzel párhuzamosan fejlődésbiológusok (Horvitz, Brenner és Sulston, 2002 Nobel-díj)[12] megfigyelték, hogy egy fonálféregfaj, a Caenorhabditis elegans bizonyos sejtcsoportja „programozottan” elpusztul a fejlődés egy kijelölt időpontjában, és az ennek szabályozásában részt vevő specifikus géneket is azonosították.

Jegyzetek

  1. ↑ (1993) „Do all programmed cell deaths occur via apoptosis?”. PNAS 90 (3), 980–4. o. DOI:10.1073/pnas.90.3.980. PMID 8430112.  ;and, for a more recent view, see (2000) „Programmed cell death (PCD). Apoptosis, autophagic PCD, or others?”. Annals of the New York Academy of Sciences 926, 1–12. o. DOI:10.1111/j.1749-6632.2000.tb05594.x. PMID 11193023.  
  2. ↑ Apoptosis (angol nyelven)[halott link]
  3. ↑ Sejtelhalás (angol nyelven). [2018. augusztus 9-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 24.)
  4. ↑ Green, Douglas. Means To An End (angol nyelven). New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press (2011). ISBN 978-0879698881 
  5. ↑ Apoptózis (magyar nyelven)
  6. ↑ Fésüs László: Sejthalál (magyar nyelven). mindentudás.hu
  7. ↑ Alberts, Keith. Chapter 18 Apoptosis: Programmed Cell Death Eliminates Unwanted Cells, Molecular Biology of the Cell (textbook), 5th (angol nyelven), Garland Science, 1115. o. (2008). ISBN 978-0-8153-4105-5 
  8. ↑ Egyedfejődés (magyar nyelven) [Tiltott forrás?]
  9. ↑ a b Immunológia (magyar nyelven). [2012. január 7-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 24.)
  10. ↑ Sejtkórtan (magyar nyelven) [Tiltott forrás?]
  11. ↑ JFR Kerr, AH Wyllie (1972). „Apoptosis (Cell Suicide) [PDF]” (angol nyelven). Br. J. cancer, 1972 - template.bio.warwick.ac.uk.  
  12. ↑ Caenorhabditis elegans (angol nyelven)

Források

  • Douglas Green: Means to an end (Cold Spring Harbor Laboratory Press New York 2011) ISBN 978-087969-888-1
  • Alberts Keith et al.: Molecular Biology of the Cell (textbook) 5th Ed., 18/1115 o. Apoptosis: Programmed Cell Death Eliminates Unwanted Cells (Garland Science 2008) ISBN 978-0-8153-4105-5
  • Fésüs László: A természetes sejthalál titkai (Mindentudás Egyeteme, 2003 október 6) ; Fésüs László: A természetes sejthalál titkai

További információk

  • "Programozott sejthalál bemutatása videon"(YouTube video, 4.39 perc) (angol nyelven)

Kapcsolódó szócikkek