فهرست مطالب
انتهای چرخه سلولی، آپوپتوز یا مرگ سلولی چگونه است؟
واحدهای تشکیل دهنده بدن موجودات زنده همانند هر سلولی، یک عمر مشخص دارند و به تدریج پیر شده و دچار مرگ می‌شوند. سوال این است که این مکانیسم در چه زمانی و چگونه باعث مرگ سلول خواهد شد؛ در ادامه بخوانید…
آپوپتوز یا مرگ سلولی چیست؟
آپوپتوز به معنای مرگ برنامه‌ریزی شده سلول است که در طی آن سلول مورد نظر خودکشی می‌کند. زمانی که این اتفاق می‌افتد، مجموعه‌ای از مسیرها و پیام‌های درون و برون سلولی فعال شده که با القای تولید پروتئین‌ها و آنزیم‌های خاصی سلول را به سمت مرگ پیش می‌برند. این فرایندی کاملا نرمال است که در رشد و شکل‌گیری صحیح بعضی از بافت‌ها نقش دارد. به عنوان مثال، در طی شکل‌گیری دست‌ها، سلول‌های اضافی موجود بین انگشتان دچار آپوپتوز شده و با حذف این سلول‌ها تکامل دست به صورت صحیح پیش خواهد رفت.
در صورت عدم وجود اپوپتوز چه اتفاقی خواهد افتاد؟
آپوپتوز معمولا در سلول‌هایی که عمر زیادی دارند و عملکرد طبیعی سابق‌شان را از دست داده‌اند، رخ می‌دهد؛ بنابراین در صورت باقی ماندن این سلول‌ها و عدم جایگزینی آنها با سلول‌های جدید، سلول‌های قدیمی سرطانی شده و مشکلات بسیار خطرناکی را به همراه خواهند داشت.
رخ دادن بیش از حد اپوپتوز
این حالت نیز طبیعی نیست زیرا سلول‌هایی که نباید حذف شوند، دچار آپوپتوز شده و می‌میرند. بیماری‌های نورودژنراتیو یا بیماری های تحلیل دهنده سیستم عصبی نمونه‌ای از این موارد هستند؛ از جمله پارکینسون، هانتینگتون، آلزایمر و …
آپوپتوز به عنوان مکانیسم دفاعی
در صورت آسیب رسیدن به سلول‌ها یا ژنوم آنها، قدم اول ترمیم یا بازسازی بخش آسیب دیده است اما در مواردی این آسیب به قدری شدید و جدی است که تنها راه جلوگیری از خطرات احتمالی، آپوپتوز یا مرگ برنامه‌ریزی شده سلول‌های آسیب دیده است.
مواردی همچون موتاژن‌های شیمیایی، پرتوهای یونیزان و UV باعث جهش در ژنوم سلول‌ها شده که اگر در برابر آنها اقدامی صورت نگیرد، انواع سرطان و دیگر بیماری‌های خطرناک را نیز به دنبال خواهد داشت. بدن با حذف این سلول‌ها از ابتلا به این بیماری‌ها جلوگیری می‌کند. پروتئین P53 یکی از عوامل مهم تحریک آپوپتوز است؛ اگر این پروتئین آسیب ببیند، فرد مستعد مبتلا به انواع سرطان‌ها خواهد بود.
کمپلکسی از پروتئین‌ها که در کنترل چرخه نقش دارند.
در طی مطالعات نکروپتوز که حاصل ادغام ویژگی‌های آپوپتوز (مرگ برنامه‌ریزی شده سلول) و نکروزیس (مرگ غیربرنامه‌ریزی شده سلول) بود، مشاهده شد که سلول‌ها پاره شده و محتویات‌شان به بیرون آزاد می‌شود. این امر سیگنال‌های هشداری را به سیستم ایمنی بدن ارسال می‌کند تا آن را به مبارزه با عفونت و فاگوسیت بقایای سلو‌های مرده وادارد.
مطالعات جدید باعث شناسایی کمپلکسی پروتئینی به نام پروتئین فسفاتاز 1 شد که گفته می‌شود نقشی حیاتی در تنظیم نکروپتوز دارد؛ محققان می‌گویند مهارکننده این کمپلکس می‌تواند این چرخه را تنظیم کند و از نکروپتوز بیش از حد جلوگیری کند.
دکتر وانگ، محقق و عضو سازمان سلامت قلب آمریکا می‌گوید: ((مرگ سلولی پروسه‌ای پیچیده است که نیاز به عوامل متوقف کننده و تنظیمی زیادی دارد تا بتواند از مرگ بسیاری از سلول‌های نرمال جلوگیری کند. اگر می‌خواهید از سلول‌ها در برابر مرگ بیش از حد محافظت کنید، بنابراین کمپلکس پروتئینی‌ای که شناسایی کرده‌ایم یکی از موارد قابل توجه شما خواهد بود.))
همچنین پروتئین کیناز RIPK1 نقش مهمی در کنترل التهاب و مرگ سلولی دارد. هنگامی که یک فسفات به این پروتئین اضافه شود، نقاط مختلفی از پروتئین دستخوش تغییرات می‌شوند که در نهایت باعث مهار خاصیت این پروتئین در القای مرگ سلولی خواهد شد. چگونه این فسفات برداشته می‌شود تا مرگ سلولی تحریک شود همچنان ناشناخته است.
دکتر وانگ می‌گوید: ((در این مطالعه، فسفوریلاسیون عملکرد القاگر مرگ سلولی در پروتئین کیناز RIPK1 را مهار می‌کند؛ در نتیجه سلول‌های بیشتری زنده می‌مانند. از طرفی دیگر، د فسفوریلاسیون، مهار RIPK1 را غیرفعال می کند و عملکرد این پروتئین در القای مرگ سلولی را افزایش می‌دهد.))
نتیجه‌گیری
همانطور که خواندید، آپوپتوز فرایندی بسیار مهم در زندگی موجودات زنده است که به صورت دقیق کنترل شده و فقط در مواقع لزوم فعال می‌شود. مسیرهای سیگنالینگ و پروتئین‌های زیادی در این فرایند دخیل‌اند که تنها بخش کمی از آنها شناسایی می شود و مورد مطالعه قرار گرفته است. امیدواریم محققان و دانشمندان بتوانند با پیشرفت تکنولوژی‌های مورد نیاز در این زمینه، اجزا و فرایند کامل آپوپتوز را شناسایی کنند.
نویسنده: علی صراط
ویراستار: مطهره تقی‌پور
منابع:
- https://www.genome.gov/genetics-glossary/apoptosis
- https://www.tebu-bio.com/blog/how-to-measure-early-apoptotic-events/
- https://www.amjmed.com/article/S0002-9343(99)00259-4/fulltext
- https://www.enzolifesciences.com/science-center/technotes/2019/march/targeting-apoptotic-pathways-to-develop-anticancer-therapy/
