细胞凋亡的原理和概念

细胞凋亡的原理和概念

 

    细胞 凋亡的过程可以划分为诱导期、效应期和执行期。诱导期是指细胞接受各种凋亡信号的过程；效应期是指凋亡信号引起细胞内信号转导通路改变并激活关键性信号分子的过程；执行期则是被激活的水解酶切割细胞内底物并引起细胞形态学改变，细胞最后裂解的过程。细胞凋亡是极其复杂的生物学过程，特别是哺乳动物细胞的凋亡是由特定信号引起的，其过程涉及上百种基因的协作。参与细胞凋亡的基因往往具有多种生物学功能，比如p53基因不仅引起细胞凋亡，而且参与细胞的周期调控、分化和DNA损伤修复等多种过程。因此，对凋亡基因的分离鉴定造成了很大的困难。

 

    事实上，凋亡研究上的突破是从一种最简单的无脊椎动物--线虫(caenorhabditis elegans)开始的。线虫在成长过程中共产生1 090个细胞，其中131个细胞发生凋亡。因此，线虫的成体由959个细胞构成(人体成体有10¹⁴ 个细胞)。由于线虫结构简单、生命周期短促、易于培养等特点，使其成为研究凋亡的理想模型。对线虫发育过程中凋亡的研究发现有14个基因参与凋亡，其中最重要的是促凋亡基因ced-4、抑凋亡基因ced-9和凋亡执行基因ced-3。ced-3属于半胱氨酸水解酶，通常以酶原的形式存在于细胞内。ced-9则通过ced-4与ced-3结合形成三聚体，抑制ced-3的激活。激活的ced-3能水解多种蛋白质底物，引起细胞凋亡。哺乳动物中与ced-3同源的蛋白质已发现10余种，构成了caspase家族，在凋亡过程中起着核心作用，是引起凋亡形态学变化的直接原因。与ced-9同源的Bcl-2家族则通过促进或抑制caspase的激活参与凋亡的调控。

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