Apoptoz yolakları, bir organizmanın genetik olarak hasar görmüş veya değiştirilmiş hücreleri, programlanmış hücre ölümü adı verilen bir işlemle yok etmek için kullandığı otomatik biyolojik sistemlerdir. Apoptozu başarmak için, yani, bir organizma kelimenin tam anlamıyla “düşmek” anlamına gelir, bilinen iki apoptoz yolundan birini kullanır: içsel ve dışsal. Hasar görmüş bir hücre tarafından aktive edildikten sonra, bu yolların her ikisi de hücrenin protein yapısını parçalamak için enzimler kullanır ve hücrenin kimyasal seviyede sökülmesini sağlar. Apoptoz yolaklarını kullanarak, bir organizma nekroz yerleşmeden önce veya bazı kanser hücrelerinde, hücre yayılmadan önce daha fazla hasara yol açmadan önce zarar görmüş hücrelerden kurtulabilir.
İçsel apoptoz yolları, bir hücrenin kendi kendini yok etme sistemi olarak düşünülebilir. İntrinsik apoptoz, fiziksel olarak zarar gördüğünde veya hipoksi veya hastalık gibi başka bir şekilde kritik şekilde strese girdiğinde bir hücre içinden başlar. Bu gerçekleştiğinde, normalde bazı kararlı proteinler hasarla salınır, kararsız hale gelir ve apoptoz enzimleri oluşturan hücrenin DNA'sındaki genleri aktive ederek apoptoz işlemini tetikler. Bu enzimler daha sonra hücrenin mitokondriyal DNA'sına saldırır, onu tamamen yok eder ve hücreyi daha fazla parçalayan daha fazla protein ve enzim serbest bırakır. DNA'sı olmadan, hücre kendisini kimyasal olarak parçalamaktan başka hiçbir işlevi tekrarlayamaz veya gerçekleştiremez.
Ekstrinsik apoptoz yolları, bir organizmadaki diğer sistemler genellikle yeni veya farklı hücre büyümesi için yol açmak için hücrenin ölmesi gerektiğini belirlediğinde hücrenin dışında aktive edilir. Ekstrinsik apoptozun tetiklenmesinin iki yolu vardır: kimyasal bir aktivasyonla veya radyasyona maruz kalma gibi belirli streslerle. Kimyasal aktivasyonda, organizma, hücre duvarı üzerindeki "ölüm reseptörleri" olarak adlandırılan reseptörleri kullanarak hücreye bağlanan kimyasal bileşikler salgılar. Bu reseptörlerin aktivasyonu daha sonra hücrenin iç apoptoz işlemini, hücreyi yok etmek için tetikler. Strese bağlı ekstrinsik apoptozda, belirli kanserlerin tedavisinde kullanılanlar gibi radyasyon ve kimyasallar, mitokondriyal DNA'yı geçirgen kılarak apoptoz yolu proteinlerinin ve enzimlerinin salgılanmasına izin vererek hücreyi tahrip eder.
Her ne kadar apoptoz yolakları bir organizmaya fayda sağlayacak şekilde tasarlanmış olsalar da, virüsler gibi bazı diğer organizmalar bunları kullanmak için kendilerini uyarlamışlardır. Birçok virüs bir hücreyi istila edebilir ve daha sonra hücrenin iç apoptoz yolaklarını etkisiz hale getirirken, hücrenin içini organizmanın bağışıklık sisteminden güvenle gizlenerek çoğaltabilir. HIV gibi diğer virüsler, immün sistem hücrelerinde apoptozu zayıflatan veya tetikleyen kimyasallar oluşturabilir, böylece onları yok eder ve virüsle savaşmalarını önler.
