Apoptosis: Kematian Sel Terprogram

Tubuh organisma multisel bukan sahaja mengawal pembentukan sel baharu, tetapi juga penyingkiran sel. Dalam apoptosis, rangkaian molekul di dalam sel mengaktifkan proses pembongkaran yang tersusun. Sel mengecil, komponen tertentu diuraikan dan sisa sel biasanya disingkirkan oleh sel lain tanpa pelepasan besar-besaran kandungan sel ke tisu sekeliling.

Kematian sel boleh menjadi sebahagian daripada fungsi normal

Apoptosis penting semasa perkembangan dan untuk mengekalkan bilangan sel dalam banyak tisu. Ia juga boleh membantu menyingkirkan sel yang rosak atau tidak lagi diperlukan. Oleh sebab itu, kematian sel tidak semestinya menandakan bahawa sistem biologi gagal; dalam konteks tertentu, apoptosis ialah proses fisiologi yang dikawal. Gangguan kawalan apoptosis juga berkaitan dengan penyakit. Sesetengah sel kanser, misalnya, memperoleh perubahan yang membantu sel tersebut mengelakkan isyarat kematian.

Kaspase menyelaras pembongkaran sel

Banyak bentuk apoptosis bergantung pada enzim protease yang dipanggil kaspase. Kaspase dihasilkan sebagai bentuk pendahulu tidak aktif yang dikenali sebagai prokaspase. Apabila isyarat yang sesuai mengaktifkan kaspase pemula, kaspase lain pula boleh diaktifkan dalam suatu lata. Protein sasaran kemudian dipotong secara teratur, lalu menyumbang kepada perubahan pada rangka sel, nukleus dan bahan genetik.

Isyarat kematian boleh datang dari luar atau dalam sel

Sesetengah laluan bermula apabila reseptor tertentu pada permukaan sel menerima isyarat. Laluan lain bertindak balas terhadap keadaan dalaman seperti kerosakan DNA atau tekanan sel. Dalam laluan mitokondria, pelepasan sitokrom c ke sitosol membantu membentuk kompleks yang mengaktifkan kaspase pemula. Protein keluarga Bcl-2 pula membantu mengawal sama ada laluan ini diteruskan.

Apoptosis berbeza daripada kematian akibat kecederaan akut

Dalam gambaran klasik apoptosis, sel mengecil dan terpecah menjadi bahagian bermembran yang boleh ditelan oleh sel berdekatan atau fagosit. Kematian sel akibat kecederaan akut pula boleh melibatkan pembengkakan dan pecahnya membran sehingga kandungan sel dilepaskan. Perbezaan sebenar antara pelbagai bentuk kematian sel boleh menjadi lebih kompleks, tetapi ciri ini berguna untuk memahami prinsip asas.

Kematian sel mempunyai lebih daripada satu mekanisme

Perbandingan lama sering menggambarkan apoptosis dan nekrosis, iaitu kematian sel yang lazimnya berkait dengan kecederaan, sebagai dua kategori yang bertentangan sepenuhnya. Biologi sel moden mengenal pasti beberapa laluan kematian sel yang mempunyai mekanisme dan ciri yang bertindih. Oleh itu, rupa sel sahaja tidak semestinya cukup untuk menentukan mekanismenya. Penanda molekul dan konteks eksperimen perlu dinilai bersama.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?