Jaki jest związek między kaspazami a apoptozą?

Kaspazy są bardzo ważnymi białkami, które są niezbędne do zakończenia apoptozy lub zaprogramowanej śmierci komórki w wielu różnych organizmach. Apoptoza odnosi się konkretnie do celowej i korzystnej śmierci komórek w ciele. Kaspazy są czasami nazywane białkami kata ze względu na szczególny związek między kaspazami i apoptozą. Istnieje wiele różnych rodzajów kaspaz, które współpracują ze sobą, powodując zmiany fizjologiczne w komórkach, które prowadzą do śmierci komórek.

Kaspazy są proteazami cysteinowymi, co oznacza, że ​​są białkami, które rozszczepiają polipeptydy. W szczególności działają na aminokwas cysteinę, wspólny składnik wielu różnych białek. Chociaż ich podstawowe składniki są dość podobne, do apoptozy niezbędne są różne rodzaje kaspaz o różnych specyficznościach.

Związek między kaspazami a apoptozą jest bardzo złożony i budzi duże zainteresowanie w badaniach biomedycznych. Istnieje kilka różnych rodzajów kaspaz niezbędnych do wywołania apoptozy. Na przykład, kaspazy inicjujące rozszczepiają pewne części kaspaz efektorowych, skutecznie je „aktywując”. Te aktywowane kaspazy efektorowe dalej rozszczepiają pewne składniki komórkowe, które są niezbędne do dalszego przeżycia komórki. Inne białka znane jako inhibitory kaspazy mogą skutecznie zatrzymać ten proces na różnych etapach, zapobiegając w ten sposób apoptozie.

Regulacja kaspaz jest konieczna, aby zapewnić, że związek między kaspazami a apoptozą nie jest szkodliwy. Zwykle apoptoza jest dobrą rzeczą; jeśli jednak występuje zbyt szybko lub zbyt wolno, może być destrukcyjny. Pierwotna regulacja kaspaz zachodzi po translacji, co oznacza, że ​​regulacja nie zachodzi, dopóki informacja genetyczna nie zostanie wykorzystana do wytworzenia białek. Kaspazy są zatem natychmiast dostępne w razie potrzeby, ponieważ same białka są hamowane lub aktywowane, a nie ich wytwarzanie. Gdyby regulacja nastąpiła przed translacją, istniałoby opóźnienie między zapotrzebowaniem na białka a ich faktycznym działaniem, ponieważ białka musiałyby zostać zsyntetyzowane, zanim będą mogły działać.

Kaspazy i apoptoza są po części godne uwagi ze względu na ich rolę w raku. Jedną z cech raka jest to, że komórki rakowe nie ulegają apoptozie, więc są zdolne do replikacji w nieskończoność bez ulegania normalnej śmierci komórkowej. Stwierdzono, że wiele próbek tkanek nowotworowych ma bardzo niski poziom jednej lub więcej kaspaz, więc normalne ścieżki prowadzące do śmierci komórkowej nie mogą przejść do końca. Naukowcy są bardzo zainteresowani kaspazami i apoptozą ze względu na możliwość opracowania metod leczenia opartych na zastosowaniu kaspaz do indukowania apoptozy.