Лекция 1 Тема: Понятие о программируемой гибели клеток. Новый взгляд на классификацию пкг
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Pdf көрінісі
|
Апоптоз Абрамова магистры лекции
|
Митохондрии и апоптоз растений 22 Окислительный стресс может вызывать апоптоз у растений, это связано с образованем активных форм кислорода, образующихся в митохондриях и пластидах. На фоне окислительного стресса может нарушаться структура митохондриальных мембран и митохондриальные белки выходят в цитоплазму с активацией соответствующих каспаз. В частности, выход цитохрома с инициирует апоптоз в животных клетках . Митохондрии и апоптоз растений Механизмы выхода цитохрома с из митохондрий у животных и растений Под влиянием индуцирующих апоптоз-стимулов процесс • происходит быстро, • сопровождается падением мембранного потенциала митохондрий • обусловлен нарушением проницаемости внешней, но не внутренней мембраны митохондрий; • время между выходом цитохрома с и падением мембранного потенциала зависит от активации каспаз Не исключено, что аналогичные механизмы индукции апоптоза существуют у растений: • при тепловом шоке (инкубация семядолей огурца при 55°С ) цитохром с выходит из митохондрий и запускает типичный апоптоз с выраженной конденсацией цитоплазмы клеток и межнуклеосомной фрагментацией ДНК. Менадион индуцирует апоптоз и в изолированных ядрах печени мыши, если они помещены в цитозоль клеток табака. Это указывает на комплементарность иизвестный консерватизм факторов и механизмов индукции апоптозау разных эукариот, в том числе у животных и растений . Мы уже отмечали, что окислительный стресс может вызывать апоптоз у растений, и это связано прежде всего с образованем активных форм кислорода, образующихся в митохондриях и пластидах. На фоне окислительного стресса может нарушаться структура митохондриальных мембран и митохондриальные белки выходят в цитоплазму с активацией соответствующих каспаз. В частности, выход цитохрома с инициирует апоптоз в животных клетках . Цитохром с образует комплекс с белком Apaf -1 и активирует каспазу-9 с последующей активацией каспаз 3 и 7. Белок Bcl- 2, локализованный на внешней мембране митохондрий, препятствует выходу цитохрома с из митохондрий и блокирует зависимый отмитохондрий апоптоз. Гомологичный Bcl- 2 белок обнаружен и у растений, в основном он ассоциирован с митохондриями, пластидами и ядром. Однако, пути и механизмы выхода цитохрома с из митохондрий все еще мало изучены. Известно, что в животных клетках под влиянием разных индуцирующих апоптоз-стимулов этот процесс происходит очень быстро, сопровождается последующим падением мембранного потенциала митохондрий и, по-видимому, обусловлен нарушением проницаемости внешней, но невнутренней мембраны митохондрий; время между выходом цитохрома с и падением мембранного потенциала зависит от активации каспаз . Агрегация митохондрий и нарушение проницаемости их мембран могут происходить при воздействии вирусных белков. Не исключено, что аналогичные механизмы индукцииапоптоза вирусами существуют и у растений. Замечено, что при тепловом шоке (после относительно кратковременной инкубации семядолей огурца при 55°С цитохром с выходит из митохондрий и запускает типичный апоптоз с выраженной конденсацией цитоплазмы клеток и межнуклеосомной фрагментацией ДНК. Выход цитохрома с из митохондрий в цитозоль выявлен у протопластов клеток табака при индукции апоптоза менадионом. При этом было показано, что специфические ингибиторы каспаз AC-DEVD-CHO ( Ac_Asp_Glu_Val_Asp_aldehyde ) и AC-YVAD-CHO ( N_acetyl_Try_Val_Ala_aspartinal ) тормозят деградацию каспазой-3 ее специфического субстрата поли(АДФ-рибоза)-полимеразы и невлияют на выход цитохрома с . Любопытно, что менадион индуцирует апоптоз и в изолированных ядрах печени мыши, если они помещены в цитозоль клеток табака. Это указывает на комплементарность иизвестный консерватизм факторов и механизмов индукции апоптозау разных эукариот, в том числе у животных и растений. Четко доказано, что в индукции апоптоза митохондриям принадлежит исключительная роль, поскольку в цитозоле клеток табака без растительных митохондрий индукции менадином апоптоза в мышиных ядрах непроисходит. После внесения в эту гетерологичную бесклеточнуюсистему цитохрома с или митохондрий индуцируемые менадионом апоптоз и деградация поли(АДФ-рибоза)-полимеразы выявляются заново. Значит, менадион запускает апоптоз в протопластах табака, вызывая выход цитохрома с из митохондрий. Апоптоз в изолированных ядрах печени мыши, помещенных в цитозоль клеток моркови, эффективно индуцируется цитохромом с . При этом выявляются такие типичные черты апоптоза, как конденсация хроматина, образование апоптозных тел, межнуклеосомная фрагментация ДНК и разрыв цепей ДНК с высвобождением 3'-OH групп. Фрагментация ДНК подавляется ингибиторами каспаз AC-DEVD-CHOи AC-YVAD-CHO . Выход цитохрома с из митохондрий в цитозоль наблюдается приинкубации корней растений арабидопсиса или суспензионной культуры клеток кукурузы в присутствии D-маннозы. D-маннозаприводит к резкому увеличению ДНК- азной активности в цитозолеклеток кукурузы, это сопровождается появлением специфической(35- кДа) эндонуклеазы и выраженной межнуклеосомной фрагментацией ДНК. Запускающее апоптоз действие маннозы в растительных клетках весьма специфично: L-манноза, D-глюкоза и D- галактозатаким действием не обладают . Тем не менее, нужно иметь ввиду,что у растений существуют и такие формы выраженного апоптоза,при которых заметного выхода цитохрома с не выявляется, как,например, при индуцированном опылением апоптозе в лепестках петуньи . Разумеется, с митохондриями связан апоптоз, индуцируемый АФК, генерируемыми митохондриями. У растений с супрессированной альтернативной оксидазой (АО) резко поднимается уровень АФК в митохондриях после обработки антимицином (ингибитор комплекса III окислительной цепи электронного транспорта) и усиливается вызываемый АФК апоптоз . Обычно экспрессия альтернативной оксидазы (АО) в листьях растений (арабидопсис) быстро увеличивается подвоздействием авирулентных бактерий и значительно медленнее этопроисходит при заражении патогенными микробами. Причем, для такой индукции АО обязателен этилен. Таким образом, локальная индукция АО, сопряженная с образованием этилена, может служитьэффективным элементом защиты от АФК при гиперчувствительном ответе растения. К сожалению, роль пластид в апоптозе еще очень мало изучена,тем не менее, вклад этих субклеточных органелл в индукцию ирегуляцию апоптоза должен быть весьма весомым: они служат нетолько мощным источником АФК (хлоропласты), но и и антиоксидантов (хромопласты), а также, по-видимому, и самых различныхбелковых факторов, контролирующих апоптоз. жүктеу/скачать 3,24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|