Programlanmış hücre ölümü (PCD) veya apoptoz, hayvanların metabolizmasının normal bir parçasıdır. Bazen bu süreç yanlış gelişim aşamasında gerçekleşebilir ve hastalığa neden olabilir. Normalde, kaspaz adı verilen enzimler hücre ölümünü teşvik etmekten sorumludur. PCD'yi meydana getirmek için alternatif bir işlem apoptoz indükleyici faktör (AIF) olarak adlandırılan bir proteindir. Bu protein mitokondride bulunur ve DNA bozulmasına ve ardından hücre ölümüne neden olmak üzere çekirdeğe taşınır.
Apoptozis, hücresel metabolizmanın normal bir parçasıdır. İnsan vücudunda sürekli hücre ölür ve sonra onları değiştirir. İşlem doğru şekilde yapılmazsa, insan fizyolojisine ciddi etkileri olabilir. Örneğin, kanser hücreleri PCD'den sağlıklı hücrelere göre çok daha az sıklıkta görülür ve yayılabilir ve tümör olabilir. Alternatif olarak, eğer düzenleme apoptozun çok sık meydana gelmesine neden olursa, dokular fonksiyon için ihtiyaç duyulduğunda hücreler ölebilir.
Mitokondri, hücrenin geri kalanından bir dış membran ile ayrılan hücresel yapılardır. Ayrıca bir iç zara da sahiptirler. Bu iki zar arasında, özellikle hücreler için enerji üretmede yer alan birçok protein içeren sıvı ile doldurulmuş bir boşluk vardır. Bu alanda apoptoz indükleyici faktör bulunur ve solunum yolunda işlev görür.
Hücrelerin ölümüne neden olan proteinlerin çoğu kaspazdır, ancak apoptoz indükleyici faktör tamamen farklı bir protein türüdür. Bu enzim elektron transferinde rol oynayan özel bir protein olan flavoproteindir. İnsanlardan havuzdaki siliat organizması Tetrahymena'ya kadar uzanan çok çeşitli ökaryotik hücrelerde bulunur . Apoptoz-indükleyici faktörleri kodlayan protein ve genlerin dizilimi üzerine yapılan çalışmalar, bunun eski bir protein olduğunu ve evrimden çok daha eski olduğunu göstermiştir.
Erken sinyaller PCD'yi başlattığında, mitokondrinin dış zarı sızıntı yapar. AIF, mitokondri içindeki bölmesinden salınır ve hücrenin sıvı ortamı olan sitozole girer. Oradan çekirdeğe ulaşır. Bu protein, çekirdekteki DNA'nın parçalanmasına neden olur. Bu süreçte, programlanmış hücre ölümünün erken bir aşamasını meydana getirerek kromatin yapısını bozarak çekirdeğin yapısal bütünlüğünü etkiler.
Apoptoz indükleyici faktörün düzenlenmesi hayvan modellerinde çok detaylı bir şekilde çalışılmıştır. Bu, AIF aktivitesi ve nöron hücrelerinin ölümü korelasyonlarına yol açmıştır. Lou Gehrig hastalığı gibi hastalıklar, hayvanlarla yapılan çalışmalarda bu tür aktivitelerle ilişkilendirilmiştir.
Birçok insan hastalığının mitokondri ile ilgili fonksiyonel sorunlardan kaynaklandığı bilinmektedir. Başka bir yanlış düzenleme tipi, hala mitokondriyal konumundayken apoptoz indükleyici faktöre neden olabilir. Genetik çalışmalar, AIF'yi etkileyen mutasyonları, normal hücresel bölmesinde mitokondrinin arızalanmasına bağlı olarak bir dizi insan hastalığına lokalize ederken ilişkilendirmiştir.
