biologia de la apoptosis
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APOPTOSISAPOPTOSIS
Gloria María Ramírez GómezGloria María Ramírez GómezLiliana Alexandra Salazar MarínLiliana Alexandra Salazar Marín
PERIODONCIA Y MEDICINA PERIODONCIA Y MEDICINA ORALORAL
UNIVERSIDAD EL BOSQUEUNIVERSIDAD EL BOSQUE
Biología OralBiología OralProfesor: Dr. Juan Carlos Munévar NProfesor: Dr. Juan Carlos Munévar N
APOPTOSISAPOPTOSIS““Muerte celular programada””
Secuencia de cambios Secuencia de cambios morfológicos, mediados por vías morfológicos, mediados por vías
molecularesmoleculares
Historia Historia El termino Muerte Celular Programada
fue introducido en 1964, proponiéndose que la muerte celular durante el desarrollo no es accidental, sigue una secuencia de pasos controlados que conduce a la destrucción local y temporal de si mismo [Lockshin, 1964].
El termino apoptosis sido descrito como el proceso morfológico que conduce a la destrucción de la célula por si misma. [Kerr, 1972].
Del griego “Caida de”
Los primeros estudios se observaron en C. eC. eleganslegans
Se realizo un seguimiento en el desarrollo embrionario1.090 células 131 destinadas a apoptosis
Mutación en el gen CED-3 continúan con el desarrollo sin sufrir apoptosis
http://www.acedb.org/gfx/c_elegans_header.gif
Se han encontrado otros genes Se han encontrado otros genes como el CED-4 y EGL-1,que al como el CED-4 y EGL-1,que al
sufrir inactivación por mutaciónsufrir inactivación por mutación
No realiza apoptosisNo realiza apoptosis
GENERALIDADESGENERALIDADES
Destino celular esencial
Los organismos multicelures requieren señales para mantenerse viva (factores tróficos)
Señales especificas inducen a la apoptosis http://html.rincondelvago.com/files/6/5/8/000606580.jpg
Apoptosis es importanteApoptosis es importante En organogénesis (desaparición de En organogénesis (desaparición de
membranas interdigitales) y membranas interdigitales) y embriogénesis (separación de los embriogénesis (separación de los dedos) y homeostasis. En la medula dedos) y homeostasis. En la medula osea se destruyen constantemente osea se destruyen constantemente celulas)celulas)
Hay dos vías: la extrínseca y la Hay dos vías: la extrínseca y la intrínseca intrínseca
Extrínseca: activada por ligandos Extrínseca: activada por ligandos extracelulares fas o TNF extracelulares fas o TNF αα
Intrínseca: activada por citocromo c Intrínseca: activada por citocromo c de las mitocondriasde las mitocondrias
Suicidio por carencia de señales de supervivencia
Señales exterminadores de otras celulas (sistema inmune)
dialogica.com.ar/medline/apoptosis_logo.jpg
La apoptosisLa apoptosis
Células que sufrieron daño genómico irreparable
Evitar consecuencia de cáncer
Puede participar en enfermedades degenerativas como Alzheimer, Parkinson y Huntington
www.sgul.ac.uk/.../~dash/images/apoptosis.jpg
APOPTOSIS Daño mecánico. Infección por virus o microorganismos. Acción de agentes químicos tóxicos. Acumulación de sustancias de desecho.
http://www.cyto.purdue.edu/flowcyt/research/cytotech/apopto/data/chap10.htm
http://www-micro.msb.le.ac.uk/3035/kalmakoff/baculo/pics/Apoptosis.gif
Las células:Disminuyen de tamaño Se condensan
Se fragmentanLiberando cuerpos apoptoticos
www.scq.ubc.ca/.../uploads/2006/07/Apoptosis.gif
• La célula se contrae se La célula se contrae se deforma y pierde deforma y pierde contacto con las células contacto con las células vecinas.vecinas.
•Se condensa la Se condensa la cromatina, marginando cromatina, marginando la membrana celularla membrana celular
•Endonucleasas Endonucleasas Median el clivaje del Median el clivaje del DNA internucleosomalDNA internucleosomal
•La membrana La membrana plasmática es plasmática es desprendidadesprendida
•La célula es La célula es fragmentada dentro de fragmentada dentro de una membrana una membrana compacta compacta cuerpos cuerpos apoptoticosapoptoticos
CUERPOS APOPTOTICOSCUERPOS APOPTOTICOS
Núcleo Fx y el CitoplasmaNúcleo Fx y el Citoplasma
Engolfados y digeridos por las Engolfados y digeridos por las células vecinas células vecinas
(macrófagos)(macrófagos)
Estos son removidos del Estos son removidos del tejido sin causar respuesta tejido sin causar respuesta
inflamatoriainflamatoriawww.gcarlson.com/images/new_apoptosis.jpg
NECROSISNECROSIS
Muerte
celular como consecuencia de daño
tisular
Libera su contenido a los espacios
extracelulares
http://200.72.204.110/web/images/Biologia/Apoptosis/Ciclo%20de%20apoptosis.jpg
NECROSISNECROSIS
Necrosis
NECROSIS LICUEFACTIVA: Digestión enzimática de la célula. Usual en bacterias
www.fcv.unlp.edu.ar/.../Licuefactivax40.jpg
Necrosis
NECROSIS COAGULATIVA: Desnaturalización de las proteínas (acidosis) por hipoxia
www.fcv.unlp.edu.ar/.../Licuefactivax40.jpg
Necrosis NECROSIS POR
CASEIFICACION: Es una
combinación de necrosis coagulativa y licuefactiva que es característica en inflamaciones granulomatosas.
escuela.med.puc.cl/.../Fotos356-363/357.jpg
Diferencias entre necrosis y Diferencias entre necrosis y apoptosisapoptosis
APOPTOSISAPOPTOSIS NECROSISNECROSISProgramada como evento normalProgramada como evento normal Desencadena por agresionesDesencadena por agresiones
La célula disminuye de tamañoLa célula disminuye de tamaño, , se se condensa se fragmenta liberando condensa se fragmenta liberando cuerpos apoptoticos membranosos que cuerpos apoptoticos membranosos que son absorbidos por otras células son absorbidos por otras células
La célula se dilata, estalla y libera su La célula se dilata, estalla y libera su contenido por tanto causa daño al contenido por tanto causa daño al tejido circundante e inflamacióntejido circundante e inflamación
Núcleo se condensa y el DNA se Núcleo se condensa y el DNA se fragmentafragmenta
Se destacan las alteraciones Se destacan las alteraciones morfológicas del citoplasma frente a morfológicas del citoplasma frente a las del núcleolas del núcleo
Se libera al medio celularSe libera al medio celular Es muerte celular que resulta de un Es muerte celular que resulta de un proceso pasivo, accidental . proceso pasivo, accidental .
El área no es reemplazada por ningún El área no es reemplazada por ningún tipo de tejido.tipo de tejido.
Reemplazada por tejido de granulación Reemplazada por tejido de granulación y formación de una cicatrizy formación de una cicatriz
APOPTOSIS fragmentación de la doble cadena nuclear de DNA en las regiones de unión de los nucleosomas. presenta un patrón característico en escalera
NECROSIS se observa un patrón de degradación del DNA aleatorio viendose una mancha difusa en el gel.
Electroforesis
I: ADN de células intactas
A: ADN de células que sufrieron apoptosis
sisbib.unmsm.edu.pe/.../imagenes/pag43_fig4.jpg
Interacción con el ciclo celular
www.biologia.edu.ar/cel_euca/regulacion.htm
Factores troficosFactores troficos A partir de estudios en el Sistema nervioso La sobrevivencia de las neuronas depende del
desarrollo de conexiones Los factores tróficos activan varias vías de
señalización intracelular Relacionadas con la supervivencia, la
diferenciación neuronal y la plasticidad. Se da también en neuronas maduras, a causa
de una lesión o por estrés. Los factores tróficos implicados en procesos
degenerativos por su patrón de expresión o el de sus receptores alterados
Factores troficosFactores troficos
Las neuronas que crean conexiones sobreviven
Las que no crean conexiones sufren APOPTOSISAPOPTOSIS
BDNF BDNF (factor neurotrófico derivado del cerebro)
Neurotrofina 3
Genes involucrados en control de Genes involucrados en control de la muerte celularla muerte celular
Codifican proteínas con funciones diferentes Proteínas asesinasasesinas Proteínas destructivasdestructivas Proteínas devoradorasdevoradorasMutaciones en estos genes evita que se inicie Mutaciones en estos genes evita que se inicie
la apoptosisla apoptosisMutaciones que bloquean la devoración Mutaciones que bloquean la devoración
permite que células que normalmente permite que células que normalmente deben morirdeben morir
CASPASASCASPASAS
Descubrimiento del gen CED-3Descubrimiento del gen CED-3
Identificación de una familia homologa Identificación de una familia homologa en los mamíferosen los mamíferos
El termino caspasa deriva de El termino caspasa deriva de ““cysteine-dependent aspartate-
specific proteases”
Cistein proteasa ( residuo de cisteína Cistein proteasa ( residuo de cisteína en el dominio catalítico)en el dominio catalítico)
Activación en etapa temprana Activación en etapa temprana apoptoticaapoptotica
Desencadenan cambios en la Desencadenan cambios en la apoptosisapoptosis
http://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa
CaspasasCaspasas
Existen en seres humanos 15 caspasas diferentes
Se encuentran como procaspasas (factores de coagulación, vía de hormonas y enzimas)
http://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa
CASPASASCASPASAS
IniciadorasIniciadoras
Caspasa 9Caspasa 9
Caspasa 3Caspasa 3
Caspasa 6Caspasa 6
EfectorasEfectoras
Procaspasa 3,7Procaspasa 3,7
Procaspasa 6,2Procaspasa 6,2
Procaspasa 8 y 10Procaspasa 8 y 10
Cambios morfológicos en la Cambios morfológicos en la célulacélula
Blancos de las caspasasBlancos de las caspasas LaminasLaminas: su
separación conduce a desensamble y encogimiento nuclear
Proteínas del Proteínas del citoesqueletocitoesqueleto: actina, tubulina y gelsolina su desactivación conduce a cambios en la forma celular
http://fai.unne.edu.ar/biologia/celulamit/figcelit/filament.gif
Cascada de las caspasas Cascada de las caspasas envueltas en la apoptosisenvueltas en la apoptosis
http://sisbib.unmsm.edu.pe/BVRevistas/cardiologia/v26_n1/imagenes/pag42_fig3.jpg
Inducción de la apoptosis
Se puede realizar por dos vías: Vía intrínseca: respuesta dada por señales
originadas intracelularmente.
Vía extrínseca: caspasas iniciadoras son liberadas y activadas en respuesta a la union de los “receptores de muerte” de la superficie celular.
Activacion por la vía intrínseca
Se encuentra mediada principalmente por las mitocondrias
ACTIVACION
En ausencia de factor trofico
HARVEY, Lodish. Biologia Celular y Molecular.Buenos Aires,Medica Panamericana. 2005.
LasLas células blanco células blanco se reconocen por se reconocen por receptores específicosreceptores específicos
Presentes en las Presentes en las superficies de los superficies de los linfocitos Tlinfocitos T
Receptores Receptores presentes capaces de presentes capaces de unirse en la superficie unirse en la superficie de células normalesde células normales
RECEPTOR
www.lin5.com/.../TNF_receptor_signaling.jpg
Fas/ fas ligando
Robbins patología humana / Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins. 2004
Proteínas de membrana que se expresan en los LT activados.La expresión de FasL soluble inhibe la citotoxicidad y puede prevenir la muerte de las células sanas por T citotóxico.Las proteínas adaptadoras (FADD/MORT1 y RAIDD) se unen a DD vía su propio DDs. DED separado (FADD/MORT1) se une al prodominio de la caspasa 8 (FLICE/MACH) y de tal modo se une a Fas induciendo el complejo de señalización (DISC) y de tal modo apoptosis
Vía extrínseca
http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm
Inducción de la apoptosisVia extrinseca
http://claim.springer.de/EncRef/CancerResearch/samples/0003.htm
Primer gen apoptotico clonado fue el BCL-2 aislado de los linfomas foliculares humanos
Forma mutante de este gen
oncogen Homologa a la proteína CED-9 en el
C. Elegans Ca Bad
http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm
Bcl-2 familia Presentan motivos
conservados conocidos como Bcl-2
En mamíferos se han identificado hasta 30 (proapoptocicos y no proapoptocicos)
Oncogen relacionado con el Linfoma folicular, relacionado por la traslocacion T
Primer oncogen que inhibía la muerte celular
Resistencia a la apoptosis inducida por la ausencia de IL-3
La tumorogenesis depende de la alteración de mecanismo que causan apoptosis
www-personal.umich.edu/~ino/Bcl2.jpg
Bcl-2 familia
Además de las Bcl-2, existen mas proteínas promotoras de sobrevivencia
Bcl-XL Bcl-w A1 Mcl-1
Poseen dominios BH1,
BH2, BH3 Y BH4
Bcl-2 familiaSE DIVIDEN EN
SUB-GRUPO
Bas (Bax, Bak y Bok)
Que poseen un dominio BH1, BH2 Y BH3
Se encuentran proteínas que poseen un solo dominio BH3
Bid, Bim, Bik,Bad, Bmf, Hrk, Noza, Puma, Blk, BNIP3 y Spike
Su interacción con este dominio le permite que realiza la muerte celular
REGULACION DE REGULACION DE APOPTOSIS POR Bcl -2APOPTOSIS POR Bcl -2
Puede regular por medio de la vía intrínseca de las mitocondrias guardando su integridad
http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm
Gracias